Piikarbidipohjaisten tehokomponenttien säteilyvastemittauksissa käytetyn suodatinpiirin mallintaminen

Tässä työssä mallinnettiin piikarbidipohjaisten tehokomponenttien säteilynkestomittauksessa käytettyä ylipäästösuodatinpiiriä. GSI:n microbeamin säteilynkestomittauksissa estosuuntaiseen etujännitteeseen asetettuja piikarbidi- Schottky-diodeita ja MOSFETejä säteilytettiin 4.8 MeV/u Au-ioneilla, etuj...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Kauppi, Aleksi
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Fysiikan laitos, Department of Physics, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2022
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/85126
_version_ 1826225769806823424
author Kauppi, Aleksi
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Kauppi, Aleksi Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Kauppi, Aleksi Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Kauppi, Aleksi
datasource_str_mv jyx
description Tässä työssä mallinnettiin piikarbidipohjaisten tehokomponenttien säteilynkestomittauksessa käytettyä ylipäästösuodatinpiiriä. GSI:n microbeamin säteilynkestomittauksissa estosuuntaiseen etujännitteeseen asetettuja piikarbidi- Schottky-diodeita ja MOSFETejä säteilytettiin 4.8 MeV/u Au-ioneilla, etujännitteiden ollessa välillä 150 - 300 V. Ioniosumista syntyneet nopeat virtapulssit erotettiin suuresta tasajännitteestä ylipäästösuodattimen avulla ja mitattiin piirin läpi jännitteenä. Samalla vuotovirtaa mitattiin ajan funktiona Keithleyn virtamittarilla. Itse säteilynkestomittaukset oli suoritettu ennen tätä työtä. Tämän työn kokeellisessa osuudessa, mittauksessa käytetyn piirin taajuusvaste mitattiin ensin käyttäen Digilent Analog Discovery 2- signaaligeneraattoria/ oskilloskooppia. Piiristä luotiin sen jälkeen SPICE- malli, joka otti huomioon myös piirilevyn, koaksiaalikaapeleiden sekä oskilloskooppien impedanssit. Tarkat arvot parasiittisille impedansseille selvitettiin vertaamalla simuloituja taajuusvasteita mitattuihin Python-skriptin avulla. Kun impedanssit tunnettiin taajuusvasteen avulla tarkasti, selvitettiin herätteen ja vasteen välinen yhteys ajan funktiona. Vertaamalla piirin läpi mitattujen jännitepulssien aikaleimoja mitatun vuotovirran muutoksien aikaleimoihin selvisi, että pysyvät portaittaiset nousut vuotovirrassa syntyvät todennäköisesti niistä virtapulsseista, joissa komponentin läpi kulkee suurempi kokonaisvaraus. In this work a high-pass circuit used in radiation hardness testing of silicon carbide power devices was modelled. Silicon carbide Schottky-diodes and MOSFETs were radiated by 4.8 Mev/u Au ions in GSI microbeam radiation hardness measurements. The components were reverse biased between 150-300 V. Quick current pulses induced by ion strikes were separated from the high DC voltages by high-pass filter and measured through the circuit as voltages. At the same time the leakage current was measured by Keithley current meter. The radiation measurements were carried out before this work. In the experimental part of this work the frequency response of the used circuit was first measured using Digilent Analog Discovery 2 signal generator/oscilloscope. Then a SPICE model that included the impedances of the used coaxial cables, oscilloscopes and the circuit board, was created. Values for the parasitic impedances were found out by comparing the measured and simulated frequency resposes by Python script. After the impedances were found out, the connection between input current and output voltage as a function of time was defined. Comparing the time stamps of the measured voltage pulses to the time stamps of the increasing leakage current, it was found that the step-wise rises in the leakage current were probably caused by current pulses for which there is a greater total charge flowing through the device
first_indexed 2023-01-23T21:00:48Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Javanainen, Arto", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Kauppi, Aleksi", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2023-01-23T06:50:21Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2023-01-23T06:50:21Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2022", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/85126", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4ss\u00e4 ty\u00f6ss\u00e4 mallinnettiin piikarbidipohjaisten tehokomponenttien s\u00e4teilynkestomittauksessa k\u00e4ytetty\u00e4 ylip\u00e4\u00e4st\u00f6suodatinpiiri\u00e4. GSI:n microbeamin s\u00e4teilynkestomittauksissa estosuuntaiseen etuj\u00e4nnitteeseen asetettuja piikarbidi- Schottky-diodeita ja\nMOSFETej\u00e4 s\u00e4teilytettiin 4.8 MeV/u Au-ioneilla, etuj\u00e4nnitteiden ollessa v\u00e4lill\u00e4 150 -\n300 V. Ioniosumista syntyneet nopeat virtapulssit erotettiin suuresta tasaj\u00e4nnitteest\u00e4\nylip\u00e4\u00e4st\u00f6suodattimen avulla ja mitattiin piirin l\u00e4pi j\u00e4nnitteen\u00e4. Samalla vuotovirtaa\nmitattiin ajan funktiona Keithleyn virtamittarilla. Itse s\u00e4teilynkestomittaukset oli\nsuoritettu ennen t\u00e4t\u00e4 ty\u00f6t\u00e4.\nT\u00e4m\u00e4n ty\u00f6n kokeellisessa osuudessa, mittauksessa k\u00e4ytetyn piirin taajuusvaste\nmitattiin ensin k\u00e4ytt\u00e4en Digilent Analog Discovery 2- signaaligeneraattoria/ oskilloskooppia. Piirist\u00e4 luotiin sen j\u00e4lkeen SPICE- malli, joka otti huomioon my\u00f6s piirilevyn,\nkoaksiaalikaapeleiden sek\u00e4 oskilloskooppien impedanssit. Tarkat arvot parasiittisille impedansseille selvitettiin vertaamalla simuloituja taajuusvasteita mitattuihin\nPython-skriptin avulla.\nKun impedanssit tunnettiin taajuusvasteen avulla tarkasti, selvitettiin her\u00e4tteen ja vasteen v\u00e4linen yhteys ajan funktiona. Vertaamalla piirin l\u00e4pi mitattujen\nj\u00e4nnitepulssien aikaleimoja mitatun vuotovirran muutoksien aikaleimoihin selvisi, ett\u00e4 pysyv\u00e4t portaittaiset nousut vuotovirrassa syntyv\u00e4t todenn\u00e4k\u00f6isesti niist\u00e4\nvirtapulsseista, joissa komponentin l\u00e4pi kulkee suurempi kokonaisvaraus.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "In this work a high-pass circuit used in radiation hardness testing of silicon carbide\npower devices was modelled. Silicon carbide Schottky-diodes and MOSFETs were\nradiated by 4.8 Mev/u Au ions in GSI microbeam radiation hardness measurements.\nThe components were reverse biased between 150-300 V. Quick current pulses induced\nby ion strikes were separated from the high DC voltages by high-pass filter and\nmeasured through the circuit as voltages. At the same time the leakage current was\nmeasured by Keithley current meter. The radiation measurements were carried out\nbefore this work.\nIn the experimental part of this work the frequency response of the used circuit\nwas first measured using Digilent Analog Discovery 2 signal generator/oscilloscope.\nThen a SPICE model that included the impedances of the used coaxial cables,\noscilloscopes and the circuit board, was created. Values for the parasitic impedances\nwere found out by comparing the measured and simulated frequency resposes by\nPython script.\nAfter the impedances were found out, the connection between input current and\noutput voltage as a function of time was defined. Comparing the time stamps of the\nmeasured voltage pulses to the time stamps of the increasing leakage current, it was\nfound that the step-wise rises in the leakage current were probably caused by current\npulses for which there is a greater total charge flowing through the device", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Paivi Vuorio (paelvuor@jyu.fi) on 2023-01-23T06:50:21Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2023-01-23T06:50:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2022", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "62", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "piikarbidi", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "tehokomponentti", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "s\u00e4teilynvaikutukset", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "SEE", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "SELC", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Piikarbidipohjaisten tehokomponenttien s\u00e4teilyvastemittauksissa k\u00e4ytetyn suodatinpiirin mallintaminen", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202301231424", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Fysiikan laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Physics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Soveltava fysiikka", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Applied Physics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4023", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "mittaus", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "mallintaminen", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "simulointi", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "komponentit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_85126
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:54:30Z
main_date 2022-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2022
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/e3d3c07e-8d44-4602-91fd-e8ec13b441d4\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202301231424.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2022
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Kauppi, Aleksi Piikarbidipohjaisten tehokomponenttien säteilyvastemittauksissa käytetyn suodatinpiirin mallintaminen piikarbidi tehokomponentti säteilynvaikutukset SEE SELC Soveltava fysiikka Applied Physics 4023 mittaus mallintaminen simulointi komponentit
title Piikarbidipohjaisten tehokomponenttien säteilyvastemittauksissa käytetyn suodatinpiirin mallintaminen
title_full Piikarbidipohjaisten tehokomponenttien säteilyvastemittauksissa käytetyn suodatinpiirin mallintaminen
title_fullStr Piikarbidipohjaisten tehokomponenttien säteilyvastemittauksissa käytetyn suodatinpiirin mallintaminen Piikarbidipohjaisten tehokomponenttien säteilyvastemittauksissa käytetyn suodatinpiirin mallintaminen
title_full_unstemmed Piikarbidipohjaisten tehokomponenttien säteilyvastemittauksissa käytetyn suodatinpiirin mallintaminen Piikarbidipohjaisten tehokomponenttien säteilyvastemittauksissa käytetyn suodatinpiirin mallintaminen
title_short Piikarbidipohjaisten tehokomponenttien säteilyvastemittauksissa käytetyn suodatinpiirin mallintaminen
title_sort piikarbidipohjaisten tehokomponenttien säteilyvastemittauksissa käytetyn suodatinpiirin mallintaminen
title_txtP Piikarbidipohjaisten tehokomponenttien säteilyvastemittauksissa käytetyn suodatinpiirin mallintaminen
topic piikarbidi tehokomponentti säteilynvaikutukset SEE SELC Soveltava fysiikka Applied Physics 4023 mittaus mallintaminen simulointi komponentit
topic_facet 4023 Applied Physics SEE SELC Soveltava fysiikka komponentit mallintaminen mittaus piikarbidi simulointi säteilynvaikutukset tehokomponentti
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/85126 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202301231424
work_keys_str_mv AT kauppialeksi piikarbidipohjaistentehokomponenttiensäteilyvastemittauksissakäytetynsuodatinpiirin