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JP7809588B2 - Radiation-resistant semiconductor device, radiation-resistant semiconductor device control method, and sensor system for nuclear power plant - Google Patents
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JP7809588B2 - Radiation-resistant semiconductor device, radiation-resistant semiconductor device control method, and sensor system for nuclear power plant - Google Patents

Radiation-resistant semiconductor device, radiation-resistant semiconductor device control method, and sensor system for nuclear power plant

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JP7809588B2 JP2022080587A JP2022080587A JP7809588B2 JP 7809588 B2 JP7809588 B2 JP 7809588B2 JP 2022080587 A JP2022080587 A JP 2022080587A JP 2022080587 A JP2022080587 A JP 2022080587A JP 7809588 B2 JP7809588 B2 JP 7809588B2
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Description

本発明は、耐放射線半導体装置、耐放射線半導体装置の制御方法、原子力発電所のセンサシステムに関する。 The present invention relates to a radiation-resistant semiconductor device, a control method for a radiation-resistant semiconductor device, and a sensor system for a nuclear power plant.

放射線の環境下における設備や装置の保全を図る必要があるものとして、例えば原子発電所がある。
原子力発電所(原子力プラント)における原子炉格納容器内は、放射線(ガンマ線)の照射量が多い。このような高放射線の環境下においても、メンテナンスや廃炉作業のために状況を把握するセンサや計測器、および種々の装置を稼働させる必要がある。
An example of a facility or equipment that needs to be protected in a radiation environment is a nuclear power plant.
The inside of the reactor containment vessel at a nuclear power plant is exposed to high levels of radiation (gamma rays).Even in such a high-radiation environment, it is necessary to operate sensors, measuring instruments, and various other devices to understand the situation for maintenance and decommissioning work.

また、前記のセンサや計測器を高放射線環境領域に配置したとしても、解析や制御を行う制御部、そして操作を行う指令部は、放射線の影響の少ない低放射線環境領域に配置する必要がある。
そのため、原子炉格納容器内から原子炉建屋の外部側にセンサ信号やそれらを駆動させるための電力線は、原子炉格納容器と原子炉建屋とに跨る貫通部(ペネ)を介して、やり取りされる。
ただし、ペネを通過できる電線数には限りがある。さらにペネを通過した信号は、長い電線(ケーブル)を通るために、一般的にSN比が悪い。
これらの事情によって、原子炉格納容器の管理、監視を難しくしている。
Furthermore, even if the above-mentioned sensors and measuring instruments are placed in a high radiation environment area, the control unit that performs analysis and control, and the command unit that performs operation, must be placed in a low radiation environment area where the impact of radiation is minimal.
Therefore, sensor signals and the power lines for driving them are transmitted from inside the containment vessel to the outside of the reactor building via a penetration that spans between the containment vessel and the reactor building.
However, there is a limit to the number of wires that can pass through the penetration. Furthermore, signals that pass through the penetration generally have a poor signal-to-noise ratio because they have to travel through long wires (cables).
These circumstances make it difficult to manage and monitor the reactor containment vessel.

以上の背景、状況によって、原子炉格納容器内に設ける計測器やセンサの情報処理デバイスやレギュレータとして、炭化ケイ素(SiC,シリコンカーバイド)のようなシリコンよりもバンドギャップの広い、ワイドバンドギャップ半導体を用いた耐放射線デバイスの開発が進んでいる。
また、ペネを経由する電線の本数を削減するために、原子炉格納容器内にマルチプレクサ(Multiplexer:多重化装置、データセレクタ)を設けて、原子炉格納容器の外部に取り出す信号線の本数を低減する方法がとられる。
In light of the above background and circumstances, development is underway to develop radiation-resistant devices that use wide bandgap semiconductors, such as silicon carbide (SiC), which have a wider bandgap than silicon, as information processing devices and regulators for measuring instruments and sensors to be installed inside the reactor containment vessel.
In addition, in order to reduce the number of electrical wires that pass through the penetration, a method is used in which a multiplexer (multiplexer: multiplexing device, data selector) is installed inside the reactor containment vessel to reduce the number of signal wires that are taken out to the outside of the reactor containment vessel.

このような技術に関連するものとして、例えば特許文献1がある。
特許文献1の[要約]には、「[課題]操作の簡素化及びスペースファクターの向上を実現すると共に、原子炉建屋内の保守性の向上、原子炉建屋内の機器の信頼性の向上を図ること。[解決手段]中性子束レベルを検出する検出器と共に原子炉内に固定した複数の固定式センサ10により放射線吸収による発熱を測定し、固定式センサ10から出力される測定信号を使用して中性子束分布測定及び感度校正を行う固定式原子炉内計装装置であり、複数の固定式センサ10から出力された測定信号を選択的に取り込んで所定形式の伝送データに変換する複数のマルチプレクサ処理部13と、固定式センサ10の校正のために原子炉内に設置した複数のヒータ10の温度制御を行う複数のヒータ制御部30とを原子炉建屋2内に設け、マルチプレクサ処理部13から伝送データを受け取り固定式センサ10の測定信号を監視する信号処理部40を原子炉建屋外の中操側に設けた。」と記載され、固定式原子炉内計装装置の技術が開示されている。
For example, Patent Document 1 relates to such a technology.
The Abstract of Patent Document 1 states, "[Problem] To simplify operation and improve the space factor, while also improving maintainability inside the reactor building and the reliability of equipment inside the reactor building. [Solution] A fixed in-reactor instrumentation device measures heat generation due to radiation absorption using a plurality of fixed sensors (10) fixed inside the reactor together with a detector that detects neutron flux levels, and performs neutron flux distribution measurement and sensitivity calibration using the measurement signals output from the fixed sensors (10). The reactor building (2) is provided with a plurality of multiplexer processing units (13) that selectively take in the measurement signals output from the plurality of fixed sensors (10) and convert them into transmission data in a predetermined format, and a plurality of heater control units (30) that control the temperatures of a plurality of heaters (10) installed inside the reactor to calibrate the fixed sensors (10). A signal processing unit (40) that receives transmission data from the multiplexer processing units (13) and monitors the measurement signals of the fixed sensors (10) is provided outside the reactor building near the central operating room."

特開平09-236687号公報Japanese Patent Application Publication No. 09-236687

しかしながら、前記の特許文献1に開示された構成では、マルチプレクサのトランジスタの集積規模を大きくするほど、SiCを用いた場合のSiCの結晶欠陥に起因する初期不良の発生し易さがあるが、それへの対策が明確にされていない。
また原子炉におけるガンマ線に起因するVth(スレッショルド電圧)の変動や漏れ電流の対策が明確に考慮されていない等の課題(問題)がある。
なお、特許文献1に開示された構成において、マルチプレクサは、汎用品を想定しており、前記の問題に対して、考慮された形跡がない。
However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the larger the integration scale of the transistors in the multiplexer, the more likely initial defects are to occur due to crystal defects in SiC when SiC is used, but no clear measures are taken to address this.
Furthermore, there are issues (problems) such as the fact that no clear consideration has been given to measures against fluctuations in V th (threshold voltage) and leakage current caused by gamma rays in a nuclear reactor.
In the configuration disclosed in Patent Document 1, the multiplexer is assumed to be a general-purpose product, and there is no evidence that the above-mentioned problem has been taken into consideration.

本発明は、前記した課題に鑑みて創案されたものであって、耐放射線に強く、製造歩留りの高いマルチプレクサを搭載した耐放射線半導体装置を提供することを課題(目的)とする。 The present invention was devised in light of the above-mentioned problems, and its objective is to provide a radiation-hardened semiconductor device equipped with a multiplexer that is radiation-resistant and has a high manufacturing yield.

前記の課題を解決するために、本発明を以下のように構成した。
すなわち、本発明の耐放射線半導体装置は、炭化ケイ素を用いて構成される複数の単位マルチプレクサが所定に接続された大規模構成のマルチプレクサを備え、大規模構成の前記マルチプレクサは、複数の前記単位マルチプレクサの一部に接続される複数の入力信号線と、複数の前記単位マルチプレクサの内の一つから出力される出力信号線と、を備え、前記出力信号線が接続される単位マルチプレクサと前記入力信号線が接続される単位マルチプレクサとは異なる制御信号によって制御され、複数の前記単位マルチプレクサは、それぞれが独立したチップ片で構成され、事前の検査において、前記炭化ケイ素の結晶欠陥に関する選別で良品であることが保証されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
That is, the radiation-hardened semiconductor device of the present invention comprises a large-scale multiplexer in which a plurality of unit multiplexers formed using silicon carbide are connected in a predetermined manner, and the large-scale multiplexer comprises a plurality of input signal lines connected to some of the plurality of unit multiplexers, and an output signal line output from one of the plurality of unit multiplexers, and is controlled by a control signal that is different from the unit multiplexer to which the output signal line is connected and the unit multiplexer to which the input signal line is connected, and the plurality of unit multiplexers are each formed from an independent chip piece , and are guaranteed to be good products in a preliminary inspection by screening for crystal defects in the silicon carbide .

また、その他の手段は、発明を実施するための形態のなかで説明する。 Other means will also be described in the description of the invention.

本発明によれば、耐放射線に強く、製造歩留りの高いマルチプレクサを搭載した耐放射線半導体装置を提供できる。 The present invention provides a radiation-resistant semiconductor device equipped with a multiplexer that is radiation-resistant and has a high manufacturing yield.

本発明の第1実施形態に係る耐放射線半導体装置が備えるマルチプレクサの回路構成の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a multiplexer included in a radiation-hard semiconductor device according to a first embodiment of the present invention; 入力信号線4本、制御線2本、出力信号線1本を有する基本構成のマルチプレクサの概念的な回路構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a conceptual circuit configuration of a multiplexer having a basic configuration with four input signal lines, two control lines, and one output signal line. 原子炉構内の概要の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of an outline of a nuclear reactor premises. 入力信号線(2本)、制御線(n本)、出力信号線(1本)を備えるマルチプレクサの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a multiplexer having 2n input signal lines, n control lines, and one output signal line. 制御線の本数とチップ面積、および削減効果の関係例を示す図である。10A and 10B are diagrams illustrating an example of the relationship between the number of control lines, the chip area, and the reduction effect. SiC-ICのチップにおける欠陥密度との歩留りの関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between defect density and yield in a SiC-IC chip. 本発明の第1実施形態に係る耐放射線半導体装置が備える制御線2本の「チップ面積の小さいマルチプレクサ」の具体的な回路構成の例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a specific circuit configuration of a "multiplexer with a small chip area" having two control lines included in the radiation-hardened semiconductor device according to the first embodiment of the present invention; NOR回路を、pMOSとnMOSを用いて、CMOSの回路とする構成例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a configuration in which a NOR circuit is configured as a CMOS circuit using pMOS and nMOS. pMOSのトラジスタM2のソース電位が基板電位と異なった場合の、トラジスタM2の閾値電圧を示す式を表す図である。10 is a diagram showing an equation indicating the threshold voltage of a pMOS transistor M2 when the source potential of the transistor M2 is different from the substrate potential. NAND回路におけるnMOS側の回路構成と漏れ電流が生じている状態の経路の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration on an nMOS side in a NAND circuit and a path in a state where leakage current occurs. 図10に対応するNAND回路におけるnMOS側のパターン構成と漏れ電流が生じている状態の一例を示す図である。11 is a diagram showing an example of a pattern configuration on the nMOS side in the NAND circuit corresponding to FIG. 10 and a state in which leakage current occurs. FIG. 図11に対応するNAND回路におけるnMOS側の漏れ電流を防止する対策例を示す図である。12 is a diagram showing an example of a countermeasure for preventing leakage current on the nMOS side in the NAND circuit corresponding to FIG. 11 ;

以下、本発明を実施するための形態(以下においては「実施形態」と表記する)を、適宜、図面を参照して説明する。 Below, modes for implementing the present invention (hereinafter referred to as "embodiments") will be described with reference to the drawings as appropriate.

≪第1実施形態:その1≫
本発明の第1実施形態に係る耐放射線半導体装置の構成の概要を「第1実施形態:その1」として、図1と図2を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る耐放射線半導体装置が備えるマルチプレクサ101(大規模構成のマルチプレクサ)の回路構成の一例を示す図である。なお、図1において、マルチプレクサ101(耐放射線半導体装置)は、16本の入力信号線S00~S09,S0A~S0Fと、4本の制御線A00,A01,A02,A03と、出力端子Dを備えて構成されている。
図2は、入力信号線4本、制御線2本、出力信号線1本を有する基本構成のマルチプレクサ201(単位マルチプレクサ)の概念的な回路構成例を示す図である。
First Embodiment: Part 1
An outline of the configuration of a radiation-hard semiconductor device according to a first embodiment of the present invention will be described as "first embodiment: part 1" with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
1 is a diagram showing an example of the circuit configuration of a multiplexer 101 (large-scale multiplexer) included in a radiation-hardened semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the multiplexer 101 (radiation-hardened semiconductor device) is configured to include 16 input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0F , four control lines A 00 , A 01 , A 02 and A 03 , and an output terminal D.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a conceptual circuit configuration of a multiplexer 201 (unit multiplexer) having a basic configuration with four input signal lines, two control lines, and one output signal line.

図1において、図2で示した入力信号線4本、制御線2本、出力信号線1本を有する基本構成のマルチプレクサ201(201A~201D,201S)を、5個(台)を組み合わせて、入力信号線16本、制御線4本、出力信号線1本を有する大規模構成のマルチプレクサ101を構成している。
なお、5個のマルチプレクサ201(201A~201D,201S)は、それぞれ独立したチップ片で構成されている。
また、基本構成のマルチプレクサ201(201A~201D,201S)を適宜、「単位マルチプレクサ」とも呼称する。
また、大規模構成のマルチプレクサ101を適宜、「大規模マルチプレクサ」とも呼称する。
In FIG. 1, five multiplexers 201 (201A to 201D, 201S) each having the basic configuration of four input signal lines, two control lines, and one output signal line shown in FIG. 2 are combined to form a large-scale multiplexer 101 having 16 input signal lines, four control lines, and one output signal line.
Each of the five multiplexers 201 (201A to 201D, 201S) is made up of an independent chip.
Furthermore, the multiplexer 201 (201A to 201D, 201S) of the basic configuration is also referred to as a "unit multiplexer" as appropriate.
Additionally, the multiplexer 101 having a large-scale configuration is also referred to as a "large-scale multiplexer" as appropriate.

また、後記するよう、5個のマルチプレクサ201(201A~201D,201S)を独立のチップ片で構成するのは、1個のマルチプレクサ201を小型で製作することによって、ICチップとしての所定の歩留りを確保するためである。
そして、確実に動作するマルチプレクサ201(単位マルチプレクサ)を、選別して5個組み合わせ、図1に示すマルチプレクサ101(大規模マルチプレクサ)を構成する。
なお、5個のマルチプレクサ201(201A~201D,201S)は、それぞれ独立したチップ片で構成されているが、電源系統は共通の電源Vdd,Vssを用いる。
As will be described later, the five multiplexers 201 (201A to 201D, 201S) are configured as independent chip pieces in order to ensure a predetermined yield as an IC chip by manufacturing each multiplexer 201 small.
Then, five multiplexers 201 (unit multiplexers) that operate reliably are selected and combined to form the multiplexer 101 (large-scale multiplexer) shown in FIG.
Although the five multiplexers 201 (201A to 201D, 201S) are each configured as an independent chip, they share the same power supply system Vdd and Vss .

図2で示した入力信号線4本、制御線2本、出力信号線1本を有するマルチプレクサ201、および図1で示した入力信号線16本、制御線4本、出力信号線1本を有するマルチプレクサ101の詳細については、改めて≪第1実施形態:その2≫として後記する。
その前に、原子炉構内における電子機器や信号の送電を説明し、前記のマルチプレクサを必要とする状況を説明する。
Details of the multiplexer 201 having four input signal lines, two control lines, and one output signal line shown in FIG. 2 and the multiplexer 101 having 16 input signal lines, four control lines, and one output signal line shown in FIG. 1 will be described later as "First Embodiment: Part 2."
Before that, we will explain the electronic equipment and signal transmission within the reactor premises and explain the situations in which the above-mentioned multiplexer is required.

<原子炉構内の概要について>
図3は、原子炉構内301の概要の一例を示す図である。
図3において、原子炉建屋302の中に、原子炉格納容器303があり、さらにその中に原子炉圧力容器304がある。原子炉格納容器303や原子炉圧力容器304の内部は、放射線(ガンマ線)の高線量領域である。また、原子炉建屋302の外部側は、放射線の低線量領域である。
<Outline of the reactor premises>
FIG. 3 is a diagram showing an example of an outline of a reactor premises 301 .
3, a reactor containment vessel 303 is located inside a reactor building 302, and a reactor pressure vessel 304 is located inside the reactor containment vessel 303. The insides of the reactor containment vessel 303 and the reactor pressure vessel 304 are high-dose radiation (gamma rays) areas. The outside of the reactor building 302 is a low-dose radiation area.

なお、図3において、原子炉建屋302として記載した境界線(302)の外部側も原子炉建屋の一部であって、後記する信号出力部323や信号処理部324は、「原子炉建屋302」の中に実質的に設けている。ただし、放射線の低線量領域であることを明確に表現するために、原子炉建屋302でありながら「原子炉建屋302の外部側」と表記することもある。
すなわち、原子炉建屋302として記載した境界線(302)の内部は、放射線(ガンマ線)の高線量領域である原子炉格納容器303や原子炉圧力容器304が設けられている。それに対して、「原子炉建屋302の外部側」と表記した境界線(302)の外側は、原子炉建屋302の低線量領域である。
3, the outside of the boundary line (302) depicted as the reactor building 302 is also part of the reactor building, and a signal output unit 323 and a signal processing unit 324, which will be described later, are substantially provided within the "reactor building 302." However, to clearly express that this is a low-dose radiation region, the reactor building 302 may also be described as "the outside of the reactor building 302."
That is, inside the boundary line (302) described as the reactor building 302, there are provided a reactor containment vessel 303 and a reactor pressure vessel 304, which are high-dose radiation (gamma rays) areas. In contrast, outside the boundary line (302) described as "outside the reactor building 302" is a low-dose radiation area of the reactor building 302.

原子炉圧力容器304の中の所定の計測器設置領域312においては、原子炉の様々な情報を計測する複数のセンサ(312A,312B)によるセンサ群が設けられている。
また、原子炉格納容器303の中には、前記の複数の計測器やセンサの信号を処理するマルチプレクサ321と、その信号を増幅する増幅器(アンプ)322と、を含む信号伝達部320が備えられている。そして信号伝達部320から低線量領域の信号出力部323に信号が取り出される。
この信号出力部323の出力信号を用いて、原子炉建屋302の外部側に設けられた信号処理部324で信号を処理する。
また、原子炉建屋302の外部側に原子炉を制御する圧力抑制室305がある。
また、原子炉建屋302および原子炉格納容器303には、信号伝達部320の信号を原子炉建屋302の外部側に通す貫通部(ペネ)311が設けられている。
In a predetermined instrument installation area 312 in the reactor pressure vessel 304, a sensor group consisting of a plurality of sensors (312A, 312B) for measuring various information about the reactor is provided.
Furthermore, a signal transmission unit 320 including a multiplexer 321 that processes signals from the above-mentioned multiple measuring instruments and sensors and an amplifier 322 that amplifies the signals is provided inside the containment vessel 303. Then, a signal is output from the signal transmission unit 320 to a signal output unit 323 for a low-dose region.
The output signal from the signal output unit 323 is processed in a signal processing unit 324 provided outside the reactor building 302 .
Further, on the outside of the reactor building 302, there is a pressure suppression chamber 305 that controls the reactor.
Furthermore, the reactor building 302 and the containment vessel 303 are provided with a penetration 311 that passes a signal from the signal transmission unit 320 to the outside of the reactor building 302 .

前記したように、原子炉格納容器303の内部から原子炉建屋302の外部側にセンサ信号やそれらを駆動させるための電力線は、原子炉格納容器303と原子炉建屋302との貫通部311を介して、入出力される。
ただし、放射能を有する原子炉施設という事情から、貫通部311の断面の大きさには自ずと制限が生ずる。したがって、貫通部311を通過できる信号線の本数には限りがある。そのため、複数の信号線の信号を、放射線に強いマルチプレクサを介することによって、信号線の本数を低減することになる。
また、マルチプレクサ321は、原子炉格納容器303の内部に設けられているので、放射線の影響を受けやすい。そのため、マルチプレクサ321は、放射線の影響を受けにくいワイドバンドギャップ半導体であるSiC(Silicon Carbide:炭化ケイ素)が用いられる。
As described above, sensor signals and power lines for driving them are input and output from inside the containment vessel 303 to the outside of the reactor building 302 via a penetration 311 between the containment vessel 303 and the reactor building 302.
However, due to the nature of a radioactive nuclear reactor facility, there is naturally a limit to the cross-sectional size of the penetration part 311. Therefore, there is a limit to the number of signal lines that can pass through the penetration part 311. For this reason, the number of signal lines can be reduced by passing the signals of the multiple signal lines through a multiplexer that is resistant to radiation.
Furthermore, the multiplexer 321 is susceptible to radiation because it is installed inside the containment vessel 303. For this reason, the multiplexer 321 uses SiC (Silicon Carbide), a wide bandgap semiconductor that is less susceptible to radiation.

≪第1実施形態:その2≫
再び、図1と図2、および図4~図7を参照して、本発明の第1実施形態のマルチプレクサの構成について詳しく説明する。
First Embodiment: Part 2
1, 2, and 4 to 7, the configuration of the multiplexer according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.

<マルチプレクサの構成と特性について>
図2においては、入力信号線4本、制御線2本、出力信号線1本を有する基本構成の単位マルチプレクサ201を示した。また、図1においては、入力信号線16本、制御線4本、出力信号線1本を有する大規模構成のマルチプレクサ101を示した。しかし、マルチプレクサの具体的な構成(回路構成)は様々である。
次に、原子炉施設における貫通部(ペネ)311を少ない信号線の本数で通過させるためのマルチプレクサにおける入力信号線や制御線の本数について、どのような構成が望ましいかを検討し、説明する。
なお、マルチプレクサを構成する素子の一例として、SiCを用いたMOSFETを想定する。
<Configuration and characteristics of multiplexers>
2 shows a unit multiplexer 201 with a basic configuration having four input signal lines, two control lines, and one output signal line. Also, FIG. 1 shows a multiplexer 101 with a large-scale configuration having 16 input signal lines, four control lines, and one output signal line. However, the specific configuration (circuit configuration) of a multiplexer varies.
Next, a desirable configuration for the number of input signal lines and control lines in a multiplexer for passing a small number of signal lines through a penetration 311 in a nuclear reactor facility will be examined and explained.
As an example of an element that constitutes a multiplexer, a MOSFET using SiC is assumed.

耐放射線を考慮したマルチプレクサを製造する場合には、耐放射線に強いSiCを用いることが望ましい。一方、SiC(炭化ケイ素)は、シリコン(Si)の結晶に炭素(C)を混在させているので、結晶欠陥が発生しやすい。この結晶欠陥によって、SiCのチップは、製造の歩留りが一般に低下する傾向がある。
そのため、この結晶欠陥によるマルチプレクサの歩留りの低下を考慮して、望ましいマルチプレクサの構成を、次に検討する。
When manufacturing a multiplexer that takes radiation resistance into consideration, it is desirable to use SiC, which is highly radiation-resistant. However, SiC (silicon carbide) is prone to crystal defects because it is a material made of silicon (Si) crystals mixed with carbon (C). These crystal defects generally tend to reduce the manufacturing yield of SiC chips.
Therefore, taking into consideration the decrease in yield of the multiplexer due to this crystal defect, a desirable multiplexer configuration will be considered next.

図4は、入力信号線(2本)、制御線(n本)、出力信号線(1本)を備えるマルチプレクサの構成例を示す図である。なお、実際には、図示していない電源線(2本)が更に含まれる。
図4において、入力信号線(2本)、制御線(n本)として、パラメータnがある。
実際のマルチプレクサを構成する場合に、入力信号線と制御線の本数の選択によって、性能やコストに大きな影響を与える。そのため、次に、制御線(n本)におけるパラメータnの最適化について検討する。
4 shows an example of the configuration of a multiplexer having 2n input signal lines, n control lines, and one output signal line. In practice, two power supply lines (not shown) are also included.
In FIG. 4, there is a parameter n as input signal lines ( 2n lines) and control lines (n lines).
When configuring an actual multiplexer, the selection of the number of input signal lines and control lines has a significant impact on performance and cost. Therefore, next we will consider optimizing the parameter n for the control lines (n lines).

《制御線の本数とチップ面積および削減効果》
図5は、「制御線」の本数と「チップ面積」、および「信号線の削減効果」の関係の一例を示す図である。
図5において、横軸は、制御線の本数である。また、左側の縦軸は、(制御線+電源線+出力信号線)の合計の本数を(入力信号線)の本数で割ったマルチプレクサの「信号線の削減効果」を示している。すなわち、
信号線の削減効果=(制御線+電源線+出力信号線)/(入力信号線)
である。
図5では、この関係を複数の丸印と実線との曲線グラフで示している。
なお、左側の縦軸において、値が「1」より低いほど、信号線の削減効果が大きい。
<Number of control lines, chip area, and reduction effect>
FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the number of "control lines", the "chip area", and the "effect of reducing the number of signal lines".
In Figure 5, the horizontal axis represents the number of control lines, and the vertical axis on the left represents the "signal line reduction effect" of the multiplexer, which is the total number of lines (control lines + power supply lines + output signal lines) divided by the number of lines (input signal lines).
Reduction in signal lines = (control lines + power lines + output signal lines) / (input signal lines)
is.
In FIG. 5, this relationship is shown by a curved graph with multiple circles and a solid line.
On the left vertical axis, the lower the value is from "1", the greater the effect of reducing the number of signal lines.

図5において、右側の縦軸は、「制御線2本のマルチプレクサを基準としたチップ面積」であって、単に「チップ面積」と記載している。なお、単位は任意単位の(a.u.)である。
図5では、この関係を複数の四角印と破線との曲線グラフで示している。そして、制御線の本数を増やすにつれて、マルチプレクサのチップ面積は、大きくなっていくことを示している。
5, the vertical axis on the right side represents the "chip area based on a multiplexer with two control lines" and is simply referred to as "chip area." The unit is an arbitrary unit (a.u.).
5 shows this relationship as a curved graph with multiple squares and dashed lines, which indicates that as the number of control lines increases, the chip area of the multiplexer increases.

《欠陥密度と歩留り》
図6は、SiC-ICのチップにおける欠陥密度と歩留りの関係を示す図である。
図6において、横軸は、1cm辺りの欠陥密度を示している。すなわち、(欠陥密度/cm)を示している。なお、図6では、「欠陥密度(cm-2)」と表記している。
また、縦軸は、1mm当たりのチップ(SiC-IC)の歩留りを示している。なお、図6では、「歩留り(%)」と表記している。
図6では、横軸のチップの欠陥密度が高くなると、単位面積としての1mm当たりのチップの歩留りは、低下していくことを示している。
<<Defect Density and Yield>>
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between defect density and yield in a SiC-IC chip.
6, the horizontal axis represents the defect density per 1 cm 2 , that is, (defect density/cm 2 ). Note that in FIG. 6, it is expressed as "defect density (cm −2 )."
The vertical axis indicates the yield of chips (SiC-IC) per 1 mm 2. In Fig. 6, this is indicated as "yield (%)".
FIG. 6 shows that as the defect density of chips on the horizontal axis increases, the chip yield per unit area of 1 mm 2 decreases.

《マルチプレクサの制御線の本数の選択について》
図5と図6を参照して、マルチプレクサの制御線の本数の選択について、検討例を次に示す。
図5に示すように、マルチプレクサの制御線の本数を増やすと、チップ面積は、急激に増加する。そのため、チップ(SiC-IC)の歩留りが低下する。
すなわち、原子炉施設における貫通部(ペネ)311を少ない信号線の本数で通過させるために、制御線の本数が多いマルチプレクサをそのまま構成してしまうと、チップ面積が大きくなって、歩留りが急激に低下し、コスト高となってしまう。
<<Selecting the number of control lines for a multiplexer>>
5 and 6, an example of selection of the number of control lines of a multiplexer will be considered below.
5, increasing the number of control lines of the multiplexer causes a rapid increase in chip area, which reduces the yield of the chip (SiC-IC).
In other words, if a multiplexer with a large number of control lines is constructed in order to allow a small number of signal lines to pass through the penetration 311 in a nuclear reactor facility, the chip area will become large, which will result in a sharp drop in yield and increased costs.

この対策として、まずチップ面積の小さいマルチプレクサを製作し、製造した小さいマルチプレクサを検査して、不良品を排除する。
なお、図5、図6を参照して説明したように、チップ面積の小さいマルチプレクサの場合には、不良品となる個数は少ない。
To address this issue, multiplexers with small chip areas are first manufactured, and the manufactured small multiplexers are then inspected to eliminate any defective products.
As explained with reference to FIGS. 5 and 6, in the case of a multiplexer with a small chip area, the number of defective products is small.

次に、この検査による選別で良品と判定されたチップ面積の小さいマルチプレクサ(単位マルチプレクサ)を複数個、組み合わせて、制御線の本数の多い、機能の高い大きなマルチプレクサを構成、製作する。
この方法の場合には、選別された複数の小さい単位マルチプレクサは、すべて良品であることが保証されている。したがって、これらを組み合わせて構成した制御線の本数の多い、機能の高い大規模構成のマルチプレクサも良品であることが保証される。
すなわち、機能の高い大規模構成のマルチプレクサを、効率よく、確実に、低コストで生産できる。
Next, a number of small chip area multiplexers (unit multiplexers) that have been judged to be non-defective through this inspection and selection are combined to form and manufacture a large multiplexer with many control lines and high functionality.
With this method, all of the small unit multiplexers selected are guaranteed to be good products, and therefore the large-scale multiplexers with high functionality and many control lines that are constructed by combining these multiplexers are also guaranteed to be good products.
That is, a multiplexer with a large scale configuration and high functionality can be produced efficiently, reliably, and at low cost.

具体的には、「チップ面積の小さい単位マルチプレクサ」として、図5を参照して、制御線2本のマルチプレクサを選択する。図5と図6を参照すれば、「制御線2本のマルチプレクサ」は、チップ面積が小さいので、高い歩留りが期待できる。
この「制御線2本のマルチプレクサ」は、図2のマルチプレクサ201であり、また図1のマルチプレクサ201Sである。
さらに、選別された複数の小さい単位マルチプレクサの具体的な回路構成例と示すのが、後記する図7に示す単位マルチプレクサ201の回路である。
Specifically, as a "unit multiplexer with a small chip area," a multiplexer with two control lines is selected with reference to Figure 5. Referring to Figures 5 and 6, a "multiplexer with two control lines" has a small chip area, and therefore a high yield can be expected.
This "two control line multiplexer" is multiplexer 201 in FIG. 2 and multiplexer 201S in FIG.
Furthermore, a specific example of the circuit configuration of the selected small unit multiplexers is the circuit of a unit multiplexer 201 shown in FIG. 7, which will be described later.

また、前記した「チップ面積の小さい単位マルチプレクサを複数個、組み合わせて、制御線の本数の多い、機能の高い大規模構成のマルチプレクサ」の一例が、図1における「マルチプレクサ101」である。
図1において、「チップ面積の小さい単位マルチプレクサ」として、マルチプレクサ201A~201D、およびマルチプレクサ201Sの計5個を組み合わせて、「制御線の本数の多い、機能の高い大規模構成のマルチプレクサ」である「マルチプレクサ101」を構成している。
Moreover, the "multiplexer 101" in FIG. 1 is an example of the above-mentioned "multiplexer having a large-scale configuration with many control lines and high functionality, which is formed by combining a plurality of unit multiplexers with small chip areas."
In FIG. 1, multiplexers 201A to 201D and multiplexer 201S are combined as "unit multiplexers with small chip area" to form "multiplexer 101," which is a "large-scale multiplexer with many control lines and high functionality."

なお、図1における「マルチプレクサ101」は、制御線A00,A01,A02,A03の制御線が4本の場合である。
また、図5における制御線4本の場合に概ね対応するが、制御線2本の「チップ面積の小さいマルチプレクサ201」を5個、組み合わせる方が歩留りの向上につながり、低コストとなる。
なお、図5において、制御線(本)と信号線の削減効果の関係を示す特性線501と、制御線(本)とチップ面積の関係を示す特性線502が交差する近辺であるのは、概ね制御線4本~6本に相当している。
すなわち、前記したように、図1における「マルチプレクサ101」の構成において、制御線が4本の場合であることは、図1のマルチプレクサ101の構成は、制御線と信号線の削減効果と、低コスト化を両立させるひとつの有力な解であることを示唆している。
It should be noted that the "multiplexer 101" in FIG. 1 has four control lines A00 , A01 , A02 , and A03 .
Also, although this roughly corresponds to the case of four control lines in FIG. 5, combining five "multiplexers 201 with small chip area" with two control lines leads to improved yield and lower costs.
In FIG. 5, the area where characteristic line 501, which shows the relationship between the number of control lines and the reduction effect of signal lines, and characteristic line 502, which shows the relationship between the number of control lines and the chip area, intersect corresponds to roughly four to six control lines.
That is, as mentioned above, the configuration of "multiplexer 101" in FIG. 1 has four control lines, which suggests that the configuration of multiplexer 101 in FIG. 1 is one effective solution that achieves both the effect of reducing control lines and signal lines and low costs.

<制御線2本の「チップ面積の小さい単位マルチプレクサ」の具体的な回路構成>
図7は、本発明の第1実施形態に係る耐放射線半導体装置が備える制御線2本の「チップ面積の小さい単位マルチプレクサ」の具体的な回路構成の例を示す図である。
また、図7において、マルチプレクサ201は、図1におけるマルチプレクサ201Sの信号線の例で示している。
図7において、マルチプレクサ201は、制御部221とスイッチ部231で構成されている。
<Specific circuit configuration of a "small chip area unit multiplexer" with two control lines>
FIG. 7 is a diagram showing an example of a specific circuit configuration of a "unit multiplexer with a small chip area" having two control lines provided in the radiation-hardened semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
7, the multiplexer 201 is shown as an example of the signal lines of the multiplexer 201S in FIG.
In FIG. 7, the multiplexer 201 is made up of a control section 221 and a switch section 231 .

《制御部221》
制御部221は、2入力のNAND回路である4個のNAND回路22NA1~22NA4と、インバータ回路(反転回路)である6個のNOT回路22IN1~22IN6を備えて構成されている。
制御線A02の制御信号は、NAND回路22NA1とNAND回路22NA3とNOT回路22IN5に入力している。
制御線A03の制御信号は、NAND回路22NA1とNAND回路22NA2とNOT回路22IN6に入力している。
NOT回路22IN5の出力信号は、NAND回路22NA2とNAND回路22NA4に入力している。
NOT回路22IN6の出力信号は、NAND回路22NA3とNAND回路22NA4に入力している。
<<Control Unit 221>>
The control section 221 is configured to include four NAND circuits 22NA1 to 22NA4, which are two-input NAND circuits, and six NOT circuits 22IN1 to 22IN6, which are inverter circuits (inverting circuits).
The control signal on the control line A02 is input to a NAND circuit 22NA1, a NAND circuit 22NA3, and a NOT circuit 22IN5.
The control signal on the control line A03 is input to a NAND circuit 22NA1, a NAND circuit 22NA2, and a NOT circuit 22IN6.
The output signal of the NOT circuit 22IN5 is input to a NAND circuit 22NA2 and a NAND circuit 22NA4.
The output signal of the NOT circuit 22IN6 is input to a NAND circuit 22NA3 and a NAND circuit 22NA4.

NAND回路22NA1の出力信号は、NOT回路22IN1に入力している。
NAND回路22NA2の出力信号は、NOT回路22IN2に入力している。
NAND回路22NA3の出力信号は、NOT回路22IN3に入力している。
NAND回路22NA4の出力信号は、NOT回路22IN4に入力している。
The output signal of the NAND circuit 22NA1 is input to a NOT circuit 22IN1.
The output signal of the NAND circuit 22NA2 is input to a NOT circuit 22IN2.
The output signal of the NAND circuit 22NA3 is input to a NOT circuit 22IN3.
The output signal of the NAND circuit 22NA4 is input to a NOT circuit 22IN4.

NAND回路22NA1の出力信号と、NOT回路22IN1の出力信号が対として、制御部221から出力する。
NAND回路22NA2の出力信号と、NOT回路22IN2の出力信号が対として、制御部221から出力する。
NAND回路22NA3の出力信号と、NOT回路22IN3の出力信号が対として、制御部221から出力する。
NAND回路22NA4の出力信号と、NOT回路22IN4の出力信号が対として、制御部221から出力する。
The control unit 221 outputs a pair of an output signal from the NAND circuit 22NA1 and an output signal from the NOT circuit 22IN1.
The control unit 221 outputs a pair of an output signal from the NAND circuit 22NA2 and an output signal from the NOT circuit 22IN2.
The control unit 221 outputs a pair of an output signal from the NAND circuit 22NA3 and an output signal from the NOT circuit 22IN3.
The control unit 221 outputs a pair of an output signal from the NAND circuit 22NA4 and an output signal from the NOT circuit 22IN4.

《スイッチ部231》
図7において、スイッチ部231は、アナログ信号を相互に伝達する4個の双方向スイッチ(アナログスイッチ、トランスミッションゲート)の双方向スイッチ23T1~23T4を備えて構成されている。なお、双方向スイッチは、例えばpMOSとnMOSとを並列に接続して構成されるトランスミッションゲートで構成される。トランスミッションゲートをオン(ON)させる場合には、pMOSのゲートに負電位を与え、nMOSのゲートに正電位を与える。逆にトランスミッションゲートをオフ(OFF)させる場合には、pMOSのゲートに正電位を与え、nMOSのゲートに負電位を与える。
<<Switch section 231>>
7, the switch section 231 is configured with four bidirectional switches (analog switches, transmission gates) 23T1 to 23T4 that transmit analog signals to each other. The bidirectional switches are configured with transmission gates, for example, by connecting a pMOS and an nMOS in parallel. To turn the transmission gates on, a negative potential is applied to the gate of the pMOS, and a positive potential is applied to the gate of the nMOS. Conversely, to turn the transmission gates off, a positive potential is applied to the gate of the pMOS, and a negative potential is applied to the gate of the nMOS.

双方向スイッチ23T1には、入力信号線S10の入力信号が入力して、マルチプレクサ201の出力端子Dに出力する。双方向スイッチ23T1は、NAND回路22NA4の出力信号と、NOT回路22IN4の出力信号との一対の信号でオン・オフの制御をされる。
双方向スイッチ23T2には、入力信号線S11の入力信号が入力して、マルチプレクサ201の出力端子Dに出力する。双方向スイッチ23T2は、NAND回路22NA3の出力信号と、NOT回路22IN3の出力信号との一対の信号でオン・オフの制御をされる。
An input signal on an input signal line S10 is input to the bidirectional switch 23T1, and is output to an output terminal D of the multiplexer 201. The bidirectional switch 23T1 is controlled to be turned on and off by a pair of signals, an output signal of a NAND circuit 22NA4 and an output signal of a NOT circuit 22IN4.
An input signal on the input signal line S11 is input to the bidirectional switch 23T2, and is output to the output terminal D of the multiplexer 201. The bidirectional switch 23T2 is controlled to be turned on and off by a pair of signals, namely, the output signal of the NAND circuit 22NA3 and the output signal of the NOT circuit 22IN3.

双方向スイッチ23T3には、入力信号線S12の入力信号が入力して、マルチプレクサ201の出力端子Dに出力する。双方向スイッチ23T3は、NAND回路22NA2の出力信号と、NOT回路22IN2の出力信号との一対の信号でオン・オフの制御をされる。
双方向スイッチ23T4には、入力信号線S13の入力信号が入力して、マルチプレクサ201の出力端子Dに出力する。双方向スイッチ23T4は、NAND回路22NA1の出力信号と、NOT回路22IN1の出力信号との一対の信号でオン・オフの制御をされる。
An input signal on the input signal line S12 is input to the bidirectional switch 23T3, and is output to the output terminal D of the multiplexer 201. The bidirectional switch 23T3 is controlled to be turned on and off by a pair of signals, namely, the output signal of the NAND circuit 22NA2 and the output signal of the NOT circuit 22IN2.
An input signal on the input signal line S13 is input to the bidirectional switch 23T4, and is output to the output terminal D of the multiplexer 201. The bidirectional switch 23T4 is controlled to be turned on and off by a pair of signals, namely, the output signal of the NAND circuit 22NA1 and the output signal of the NOT circuit 22IN1.

以上のように、入力信号線S10~S13の入力信号は、それぞれスイッチ部231の双方向スイッチ23T1~23T4に入力し、制御部221の制御線A02~A03の制御信号によって、入力信号S10~S13の一つの信号が選択され、マルチプレクサ201の出力端子Dに出力する。
なお、入力信号線S10~S13の入力信号と、出力端子Dの出力信号は、一般的にはアナログ信号であり、制御線A02~A03の制御信号は、1,0のデジタル信号である。
As described above, the input signals on the input signal lines S10 to S13 are input to the bidirectional switches 23T1 to 23T4 of the switch unit 231, respectively, and one of the input signals S10 to S13 is selected by the control signal on the control lines A02 to A03 of the control unit 221, and output to the output terminal D of the multiplexer 201.
The input signals on the input signal lines S 10 to S 13 and the output signal from the output terminal D are generally analog signals, and the control signals on the control lines A 02 to A 03 are digital signals of 1 and 0.

また、図7で示したマルチプレクサ201の回路構成と入力信号、出力信号は、図1におけるマルチプレクサ201Sの回路構成と入力信号、出力信号に対応して、例示している。
また、例えばマルチプレクサ201Aにおいては、マルチプレクサ201Sにおける各入力信号線において、S00をS10、S01をS11、S02をS12、S03をS13にそれぞれ接続し、また、制御線において、A00をA02、A01をA03にそれぞれ接続することにより、同じ4入力1出力の小さな単位マルチプレクサが構成できて、図7の基本的な回路構成は、共用できる。
すなわち、図1におけるマルチプレクサ201A~201Dについても、制御信号や入力信号は異なるが、回路構成は、図7に対応しており、実質的に等価である。
1. The circuit configuration, input signals, and output signals of the multiplexer 201 shown in FIG. 7 are illustrated corresponding to the circuit configuration, input signals, and output signals of the multiplexer 201S in FIG.
Also, for example, in multiplexer 201A, by connecting S00 to S10 , S01 to S11 , S02 to S12 , and S03 to S13 on the input signal lines of multiplexer 201S, and by connecting A00 to A02 and A01 to A03 on the control lines, a small unit multiplexer with the same four inputs and one output can be configured, and the basic circuit configuration of Figure 7 can be shared.
That is, although the control signals and input signals of the multiplexers 201A to 201D in FIG. 1 are different, the circuit configuration corresponds to that in FIG. 7 and is substantially equivalent.

<マルチプレクサ101の構成と動作>
図1の回路図に示したマルチプレクサ101の構成と動作について、詳しく説明する。
図1に示したマルチプレクサ101は、入力信号線が16本で構成され、それぞれの入力端子に入力信号線S00~S09,S0A~S0Fが接続されている。また、制御線が4本で構成され、制御線A00~A03が接続されている。
なお、入力信号線S00~S09,S0A~S0Fの入力信号は、アナログ信号であり、制御線A01~03のそれぞれの制御信号は、デジタル信号である。
<Configuration and Operation of Multiplexer 101>
The configuration and operation of the multiplexer 101 shown in the circuit diagram of FIG. 1 will now be described in detail.
1 has 16 input signal lines, with input signal lines S00 to S09 and S0A to S0F connected to the respective input terminals, and four control lines, with control lines A00 to A03 connected to the respective input terminals.
The input signals on the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0F are analog signals, and the control signals on the control lines A 01 to A 03 are digital signals.

第1の小さな単位マルチプレクサ201Aには、入力信号線S00~S03の4個の入力端子に、それぞれ4本の入力信号が入力している。また、制御線A00,A01の2個の端子に、それぞれ2本の制御信号が接続されている。
この構成によって、制御線A00,A01の制御信号の組み合わせによって、入力信号線S00~S03の入力信号のいずれか一つの信号が、第1の小さな単位マルチプレクサ201Aの出力端子(D)に接続された出力信号線211Aから出力される。
The first small unit multiplexer 201A has four input terminals, input signal lines S00 to S03 , to which four input signals are input, respectively. Also, two control signals are connected to two terminals, control lines A00 and A01 , respectively.
With this configuration, depending on the combination of control signals on control lines A 00 and A 01 , one of the input signals on input signal lines S 00 to S 03 is output from output signal line 211A connected to the output terminal (D) of the first small unit multiplexer 201A.

第2の小さな単位マルチプレクサ201Bには、入力信号線S04~S07の4個の入力端子に、それぞれ4本の入力信号が入力している。また、制御線A00,A01の2個の端子にそれぞれ2本の制御信号が接続されている。
この構成によって、制御線A00,A01の制御信号の組み合わせによって、入力信号線S04~S07の入力信号のいずれか一つの信号が、第2の小さなマルチプレクサ201Bの出力端子(D)に接続された出力信号線211Bから出力される。
The second small unit multiplexer 201B has four input terminals, input signal lines S04 to S07 , to which four input signals are input, respectively. Also, two control signals are connected to two terminals, control lines A00 and A01 , respectively.
With this configuration, depending on the combination of control signals on control lines A 00 and A 01 , one of the input signals on input signal lines S 04 to S 07 is output from output signal line 211B connected to output terminal (D) of second small multiplexer 201B.

第3の小さな単位マルチプレクサ201Cには、入力信号線S08~S09、S0A~S0Bの4個の入力端子に、それぞれ4本の入力信号が入力している。また、制御線A00,A01の2個の端子に2本の制御信号が接続されている。
この構成によって、制御線A00,A01の制御信号の組み合わせによって、入力信号線S08~S09、S0A~S0Bの入力信号のいずれか一つの信号が、第3の小さなマルチプレクサ201Cの出力端子(D)に接続された出力信号線211Cから出力される。
The third small unit multiplexer 201C has four input terminals, input signal lines S08 to S09 and S0A to S0B , each of which receives four input signals. Also, two control signals are connected to two terminals, control lines A00 and A01 .
With this configuration, depending on the combination of control signals on control lines A 00 and A 01 , one of the input signals on input signal lines S 08 to S 09 and S 0A to S 0B is output from output signal line 211C connected to output terminal (D) of the third small multiplexer 201C.

第4の小さな単位マルチプレクサ201Dには、入力信号線S0C~S0Fの4個の入力端子に、それぞれ4本の入力信号が入力している。また、制御線A00,A01の2個の端子にそれぞれ2本の制御信号が接続されている。
この構成によって、制御線A00,A01の制御信号の組み合わせによって、入力信号線S0C~S0Fの入力信号のいずれか一つの信号が、第4の小さなマルチプレクサ201Dの出力端子(D)に接続された出力信号線211Dから出力される。
なお、第4の小さなマルチプレクサ201Dにおける入力信号線S0Fは、グラウンドGに接続されている。この入力信号線S0FをグラウンドGに接続する理由については、後記する。
The fourth small unit multiplexer 201D has four input terminals, input signal lines S0C to S0F , to which four input signals are input, respectively. Also, two control signals are connected to two terminals, control lines A00 and A01 , respectively.
With this configuration, depending on the combination of control signals on control lines A 00 and A 01 , one of the input signals on input signal lines S 0C to S 0F is output from output signal line 211D connected to the output terminal (D) of the fourth small multiplexer 201D.
The input signal line S 0F of the fourth small multiplexer 201D is connected to the ground G. The reason for connecting this input signal line S 0F to the ground G will be described later.

以上のように、2本の制御線A00,A01の制御信号の選択によって、第1~第4の小さな単位マルチプレクサ201A~201Dのそれぞれの出力端子Dから出力信号線211A~211Dとして4本の信号がそれぞれ出力される。
この出力信号線211A~211Dに出力された4本の信号は、第5の小さなマルチプレクサ201Sの4個の入力端子に、それぞれ4本の入力信号線S10~S13として入力する。
また、第5の小さな単位マルチプレクサ201Sは、2本の制御線A02,A03の入力信号によって、制御される。この制御線A02,A03の制御信号の選択によって、入力信号線S10~S13の入力信号のいずれかがマルチプレクサ201Sの出力端子Dに出力される。
As described above, by selecting the control signals on the two control lines A 00 and A 01 , four signals are output as output signal lines 211A to 211D from the output terminals D of the first to fourth small unit multiplexers 201A to 201D, respectively.
The four signals output to the output signal lines 211A to 211D are input to the four input terminals of the fifth small multiplexer 201S as four input signal lines S 10 to S 13 , respectively.
Furthermore, the fifth small unit multiplexer 201S is controlled by input signals on two control lines A02 and A03 . Depending on the selection of the control signals on the control lines A02 and A03 , one of the input signals on the input signal lines S10 to S13 is output to the output terminal D of the multiplexer 201S.

以上のように、制御線A00,A01の制御信号の選択によって、入力信号線S00~S09,S0A~S0Fの中の入力信号から4本の信号を選択する。そして、次に制御線A02,A03の制御信号の選択によって、1本の信号をマルチプレクサ201Sの出力端子Dに出力する。
なお、マルチプレクサ201Sの出力端子Dは、マルチプレクサ101の出力端子Dでもある。
すなわち、マルチプレクサ101は、入力信号線16本と、制御線4本で構成され、制御線A00~A03の制御信号の組み合わせによって、入力信号線S00~S09,S0A~S0Fの入力信号のいずれか一つの信号が選択されて、出力端子Dに出力する。この出力端子Dからの出力信号を原子炉建屋302の貫通部(ペネ)311を通す。
このように、マルチプレクサ101を用いることによって、貫通部311を通す信号線の本数を低減することができる。
As described above, four signals are selected from the input signals on input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0F by selecting the control signals on control lines A 00 and A 01. Then, one signal is output to output terminal D of multiplexer 201S by selecting the control signals on control lines A 02 and A 03 .
The output terminal D of the multiplexer 201S is also the output terminal D of the multiplexer 101.
That is, the multiplexer 101 is composed of 16 input signal lines and 4 control lines, and one of the input signals on the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0F is selected according to the combination of control signals on the control lines A 00 to A 03 , and output to the output terminal D. The output signal from the output terminal D is passed through the penetration 311 of the reactor building 302.
In this way, by using the multiplexer 101, the number of signal lines passing through the through portion 311 can be reduced.

また、前記したように、入力信号線S00~S09,S0A~S0Fの入力信号は、アナログ信号であり、制御線A01~03のそれぞれの制御信号は、デジタル信号である。また、マルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号はアナログ信号である。
入力信号線S00~S09,S0A~S0Fの入力信号は、原子炉格納容器303の内部に留まっているので、原子炉建屋302の貫通部311を通らない。
ただし、制御線A01~03のそれぞれの制御信号と、マルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号は、原子炉建屋302の貫通部311を通過する必要がある。貫通部311を通過する信号線は、比較的に長く、ノイズの影響を受けやすい環境にある。
As described above, the input signals of the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0F are analog signals, and the control signals of the control lines A 01 to A 03 are digital signals. Also, the output signal of the output terminal D of the multiplexer 101 is an analog signal.
The input signals of the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0F remain inside the containment vessel 303 and do not pass through the penetration 311 of the reactor building 302 .
However, the control signals of the control lines A01 to A03 and the output signal of the output terminal D of the multiplexer 101 must pass through a penetration 311 in the reactor building 302. The signal lines passing through the penetration 311 are relatively long and are in an environment susceptible to noise.

制御線A01~03のそれぞれの制御信号は、デジタル信号であるので、ノイズの影響は受け難い。
しかし、マルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号は、アナログ信号であるのでノイズの影響を受け難くする対策が必要である。
次に、アナログ信号であるマルチプレクサ101の出力信号のノイズ対策と切り替えタイミングの把握について説明する。
The control signals on the control lines A01 to A03 are digital signals and therefore are less susceptible to noise.
However, since the output signal from the output terminal D of the multiplexer 101 is an analog signal, measures are required to make it less susceptible to the effects of noise.
Next, a description will be given of noise countermeasures for the output signal of the multiplexer 101, which is an analog signal, and grasping of the switching timing.

<アナログ信号であるマルチプレクサの出力信号のノイズ対策とタイミング把握>
図1において、マルチプレクサ101の入力信号線S0Fは、グラウンドGに接続されている。この入力信号線S0FをグラウンドGに接続して用いる二つの理由について、次に説明する。
<Noise countermeasures and timing understanding for analog multiplexer output signals>
1, the input signal line S 0F of the multiplexer 101 is connected to the ground G. Two reasons for connecting this input signal line S 0F to the ground G will be explained below.

《1.ノイズ対策》
入力信号線S00~S09,S0A~S0Fの入力信号は、グラウンドGを基準として、アナログ信号としての信号振幅を有している。
ただし、入力信号線S00~S09,S0A~S0Fの入力信号を送る場合に、原子炉格納容器303や貫通部311におけるノイズなどの環境変化によって、前記の入力信号や、グラウンドGの基準が不安定になる可能性がある。
1. Noise Countermeasures
The input signals on the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0F have signal amplitudes as analog signals with the ground G as the reference.
However, when sending input signals to the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0F , there is a possibility that the input signals and the ground G reference may become unstable due to environmental changes such as noise in the reactor containment vessel 303 or the penetration 311.

ただし、グラウンドGを基準としての入力信号線S00~S09,S0A~S0Fの入力信号の信頼性は、保たれていることが一般的である。
そのため、マルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号を原子炉建屋302の貫通部311を通して原子炉建屋302の外部に送信する際には、グラウンドGの信号を最初に送る方式をとる。
However, the reliability of the input signals on the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0F relative to the ground G is generally maintained.
Therefore, when the output signal from the output terminal D of the multiplexer 101 is transmitted to the outside of the reactor building 302 through the penetration 311 of the reactor building 302, the signal from the ground G is sent first.

具体的には、マルチプレクサ101で、入力信号線S0FのグラウンドGの信号を制御線A01~03の制御信号で選択して、マルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号として、貫通部311を通過させる。そして、その直後に、入力信号線S00~S09,S0A~S0Eの入力信号のいずれかを制御線A01~03の制御信号で選択して、マルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号として、貫通部311を通過させる。
すると、貫通部311を通過させる際に受けるノイズの影響は、ほぼ同時刻、同条件の影響であると仮定、推定し、入力信号線S0FのグラウンドGの信号を基準として、直後に送信した、入力信号線S00~S09,S0A~S0Eの入力信号のいずれかに対応するマルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号のレベルを、正確に把握することができる。
Specifically, the multiplexer 101 selects the signal of ground G on the input signal line S 0F using the control signals on the control lines A 01 to A 03 , and passes it through the through-hole 311 as an output signal from the output terminal D of the multiplexer 101. Then, immediately after that, one of the input signals on the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0E is selected using the control signals on the control lines A 01 to A 03 , and passes it through the through-hole 311 as an output signal from the output terminal D of the multiplexer 101.
Then, it is assumed and estimated that the noise influence received when passing through the through-hole 311 is the influence of approximately the same time and under the same conditions, and the level of the output signal of the output terminal D of the multiplexer 101 corresponding to one of the input signals of the input signal lines S 00 to S 09 , S 0A to S 0E transmitted immediately afterwards can be accurately grasped using the signal of the ground G of the input signal line S 0F as a reference.

《2.切り替えタイミングの把握》
入力信号線S00~S09,S0A~S0Eの入力信号を、貫通部(ペネ)311を介する長距離伝送をする場合、信号の伝達に時間遅れが生ずる。
そのため、マルチプレクサ101から送信する信号を切り替える際に、まず入力信号線S0FのグラウンドGの信号を選択する。そして、このグラウンドGの信号をマルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号として、貫通部311を通過させる。
このように、異なる入力信号線S00~S09,S0A~S0Eの入力信号を切り替える場合に、一度、グラウンドGの信号を送ることで、入力信号が変わったことを伝達し、異なる入力信号線S00~S09,S0A~S0Eの入力信号の切り替えタイミングを明確に貫通部311の先にある信号処理部324(図3)に伝える。
2. Understanding the timing of switching
When the input signals of the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0E are transmitted over a long distance via the through-holes (penetrations) 311, a time delay occurs in the transmission of the signals.
Therefore, when switching the signal to be transmitted from the multiplexer 101, the ground G signal of the input signal line S 0F is first selected. Then, this ground G signal is passed through the through-hole 311 as the output signal of the output terminal D of the multiplexer 101.
In this way, when switching between input signals on different input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0E , a ground G signal is sent once to communicate that the input signal has changed, and the timing for switching between the input signals on different input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0E is clearly communicated to the signal processing unit 324 (FIG. 3) at the end of the through-hole 311.

以上の《1.ノイズ対策》と《2.切り替えタイミングの把握》の理由から、入力信号線S00~S09,S0A~S0Eの入力信号のいずれかを送信する際、もしくは入力信号を切り替える際には、その直前に、入力信号線S0FのグラウンドGの信号をマルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号として、貫通部311を通過させる。
この方法によって、貫通部311を通過する際のノイズの影響を軽減すること、および入力信号が切り替わったタイミングを原子炉建屋302の外部側の信号処理部324で明確に把握することができる。
For the reasons of (1. Noise countermeasures) and (2. Understanding switching timing) above, when transmitting any of the input signals of input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0E , or when switching the input signal, the signal of ground G of input signal line S 0F is passed through through-hole 311 as the output signal of output terminal D of multiplexer 101 immediately before that.
This method reduces the influence of noise when passing through the penetration 311, and enables the signal processing unit 324 outside the reactor building 302 to clearly grasp the timing at which the input signal is switched.

なお、以上の方法においては、入力信号線S0FのグラウンドGの信号は、マルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号として、貫通部(ペネ)311を通過させている。そのため、原子炉圧力容器304におけるグラウンドGの電位を信号線として、独立に貫通部311を通す必要がない。
すなわち前記の方法を採用することによって、貫通部311を通す信号線の本数を1本軽減している。
また、入力信号線S0FのグラウンドGの信号を、マルチプレクサ101に通すことによって、入力信号線S00~S09,S0A~S0Eの入力信号が受ける放射線や貫通部311における影響を同一条件としている。
In the above method, the signal of the ground G of the input signal line S 0F passes through the penetration 311 as an output signal of the output terminal D of the multiplexer 101. Therefore, it is not necessary to pass the potential of the ground G in the reactor pressure vessel 304 through the penetration 311 independently as a signal line.
That is, by adopting the above method, the number of signal lines passing through the through portion 311 is reduced by one.
Furthermore, by passing the signal of the ground G of the input signal line S 0F through the multiplexer 101, the input signals of the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0E are subjected to the same conditions of radiation and influence at the through-hole 311.

<制御回路のNAND回路とインバータ回路による回路構成について>
図7において、前記したように、制御部221は、2入力のNAND回路である4個のNAND回路22NA1~22NA4と、インバータ回路である6個のNOT回路22IN1~22IN6を備えて構成されている。
すなわち、NAND回路とNOT回路のみで構成されている。制御部221は、スイッチ部231の双方向スイッチ23T1~23T4のいずれかを選択する役目であるので、一般的には、論理回路で構成されることが可能である。一般的な論理回路においては、NAND回路のみならずNOR回路が用いられることが多い。
しかしながら、図7の制御部221においては、複数のNAND回路と複数のNOT回路で構成され、NOR回路は用いられていない。
次に、図7の制御部221において、NOR回路を用いることを避けている理由について、説明する。
<Circuit configuration of the control circuit using NAND circuits and inverter circuits>
In FIG. 7, as described above, the control section 221 is configured to include four NAND circuits 22NA1 to 22NA4, which are two-input NAND circuits, and six NOT circuits 22IN1 to 22IN6, which are inverter circuits.
That is, it is composed only of a NAND circuit and a NOT circuit. The control unit 221 has the role of selecting one of the bidirectional switches 23T1 to 23T4 of the switch unit 231, and therefore can generally be composed of a logic circuit. In general logic circuits, not only NAND circuits but also NOR circuits are often used.
However, the control section 221 in FIG. 7 is configured with a plurality of NAND circuits and a plurality of NOT circuits, and does not use a NOR circuit.
Next, the reason why the use of a NOR circuit is avoided in the control section 221 of FIG. 7 will be explained.

<NOR回路の使用を避ける理由について>
図8は、NOR回路を、p型のMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)とn型のMOSFETを用いて、CMOS(Complementary MOS; 相補型MOS)の回路とする構成例を示す図である。
CMOS構成のNOR回路は、一般的に用いられる回路構成である。しかし、原子炉構内で用いる場合には、放射線の影響やSiCを用いることによる特有の現象を考慮する必要がある場合がある。
このような、ケースにおけるNOR回路の挙動について、次に説明する。
<Reasons for avoiding the use of NOR circuits>
FIG. 8 is a diagram showing an example of a configuration in which a NOR circuit is configured as a CMOS (Complementary MOS) circuit using p-type MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors) and n-type MOSFETs.
CMOS NOR circuits are commonly used circuit configurations, but when used inside a nuclear reactor, it may be necessary to consider the effects of radiation and the unique phenomena caused by using SiC.
The behavior of the NOR circuit in such a case will be explained next.

図8において、CMOS回路におけるNOR回路は、Vss側(負電源側)において、nMOS(n型MOS)のトランジスタM3とトランジスタM4が並列に接続されている。
そして、Vdd側(正電源側)において、pMOS(p型MOS)のトランジスタM1とトランジスタM2が直列に接続されている。
また、pMOSのトランジスタM2のドレインと、nMOSのトランジスタM3およびトランジスタM4のドレインの接続点が出力端子Xとなっている。
このようなトランジスタの回路構成において、pMOSのトランジスタM1とトランジスタM2との接続点(S12)は、基板電位(Vdd)と異なるので、PMOSのトラジスタM2のソース電位は、基板電位(Vdd)から浮いて、異なる電位となっている。
そのため、図8において、破線で囲んで示したpMOSのトランジスタM2の閾値電圧(スレッショルド電圧)は、ソース電位と基板電位が同電位の場合と異なる。
In FIG. 8, the NOR circuit in the CMOS circuit has nMOS (n-type MOS) transistors M3 and M4 connected in parallel on the Vss side (negative power supply side).
On the Vdd side (positive power supply side), pMOS (p-type MOS) transistors M1 and M2 are connected in series.
An output terminal X is formed at the connection point between the drain of the pMOS transistor M2 and the drains of the nMOS transistors M3 and M4.
In such a transistor circuit configuration, the connection point (S12) between the PMOS transistors M1 and M2 is at a different potential from the substrate potential (V dd ), so the source potential of the PMOS transistor M2 floats above the substrate potential (V dd ) and is at a different potential.
Therefore, in FIG. 8, the threshold voltage of the pMOS transistor M2 enclosed by the dashed line is different from that when the source potential and the substrate potential are the same.

図9は、pMOSのトランジスタM2のソース電位が基板電位と異なった場合の、トランジスタM2の閾値電圧を示す式を表す図である。
図9が示す数式の左辺は閾値電圧Vである。右辺の第1項(Vfb)および第2項(2φ)は、MOSFETにおけるフラットバンドとフェルミ電位に関連した項で、ソース電位が基板電位と一致した場合の閾値電圧に概ね相当する。
また、右辺の第3項は、基板バイアスの変動がトランジスタM2の閾値電圧に影響を与える項である。右辺の第4項は、トランジスタM2のソース電位が基板電位と異なった場合にゲートの電荷に影響を与えることによって、閾値電圧に影響を与える項である。
この図9で示したpMOSのトランジスタM2の特性の変動が、NOR回路としての機能に影響を及ぼし、動作上の問題となることがある。
FIG. 9 is a diagram showing an equation indicating the threshold voltage of the pMOS transistor M2 when the source potential of the transistor M2 is different from the substrate potential.
9 is the threshold voltage Vt . The first term ( Vfb ) and the second term ( 2φB ) on the right side are terms related to the flat band and Fermi potential in a MOSFET, and roughly correspond to the threshold voltage when the source potential is equal to the substrate potential.
The third term on the right side is a term that indicates how the variation in the substrate bias affects the threshold voltage of transistor M2. The fourth term on the right side is a term that indicates how the variation in the substrate bias affects the threshold voltage of transistor M2 by affecting the charge on the gate when the source potential of transistor M2 differs from the substrate potential.
The fluctuation in the characteristics of the pMOS transistor M2 shown in FIG. 9 may affect the function of the NOR circuit, causing operational problems.

なお、CMOS構成のNAND回路で構成した場合には、図8で示したNOR回路の構成とは異なり、nMOS(n型MOS)のトランジスタM3とトランジスタM4が直列の回路構成となる。
そのため、nMOSのトランジスタM3のVss側からの浮きが同様の問題を引き起こす可能性が考えられるが、nMOSの場合は、図9の閾値電圧に対応する式において、第4項の電荷Qotが1桁ほど小さいので影響が少ない。
このように、図8で示したNOR回路におけるpMOSであるトランジスタM2は、基板バイアス効果が生じる。また、ガンマ線による閾値電圧Vthのネガティブシフトの影響で、過渡的であってもNOR回路が正しく動作しなくなる可能性がある。
When configured as a NAND circuit with a CMOS configuration, the circuit configuration differs from the NOR circuit configuration shown in FIG. 8 and is configured with nMOS (n-type MOS) transistors M3 and M4 connected in series.
Therefore, it is conceivable that floating of the nMOS transistor M3 from the Vss side may cause a similar problem, but in the case of nMOS, the fourth term in the equation corresponding to the threshold voltage in FIG. 9, the charge Q ot , is about one order of magnitude smaller, so the impact is small.
In this way, the substrate bias effect occurs in the pMOS transistor M2 in the NOR circuit shown in Fig. 8. Furthermore, due to the negative shift of the threshold voltage Vth caused by gamma rays, the NOR circuit may not operate correctly even transiently.

以上の事情により、原子炉構内で用いる場合には、放射線の影響やSiC固有の問題から回避するために、制御部221(図7)の論理回路をCMOS回路で構成する場合においては、NOR回路の使用は、極力避けて、NAND回路とNOT回路で論理回路を構成することが望ましい。
なお、集積回路における論理回路は、一般的に、NOR回路を用いることなく、複数のNAND回路とNOT回路で論理回路を構成できることが知られている。
For the above reasons, when used within a nuclear reactor, in order to avoid the effects of radiation and problems specific to SiC, if the logic circuit of the control unit 221 (FIG. 7) is configured with a CMOS circuit, it is desirable to avoid the use of NOR circuits as much as possible and configure the logic circuit with NAND circuits and NOT circuits.
It is known that a logic circuit in an integrated circuit can generally be configured using a plurality of NAND circuits and NOT circuits without using a NOR circuit.

<nMOSの直列回路構成の漏れ電流対策>
次に、図10、図11、図12を参照して、nMOSの2段の直列回路構成におけるnMOS間の漏れ電流の現象、および対策について説明する。
<Leakage current countermeasures for nMOS series circuit configuration>
Next, the phenomenon of leakage current between nMOS transistors in a two-stage series circuit configuration of nMOS transistors and countermeasures will be described with reference to FIGS.

図10は、CMOS回路で構成されたNAND回路におけるnMOS側の回路構成と、漏れ電流が生じている状態の経路の一例を示す図である。
なお、CMOS回路におけるNAND回路は、直列接続された2個のnMOS(M3,M4)と、並列接続された2個のpMOS(M1,M2)を備えて構成される。
そのため、nMOS側で構成される2段の直列回路構成(M3,M4)がある。
その2段の直列回路構成におけるnMOS間の漏れ電流の経路の例についての現象と対策について説明する。なお、図10に示したNAND回路は一例であって、nMOS間の漏れ電流の現象は、必ずしもNAND回路そのものに起因する現象ではない。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a circuit configuration on the nMOS side of a NAND circuit configured with a CMOS circuit, and a path in a state where a leakage current occurs.
The NAND circuit in the CMOS circuit is configured to include two nMOS (M3, M4) connected in series and two pMOS (M1, M2) connected in parallel.
Therefore, there is a two-stage series circuit configuration (M3, M4) configured on the nMOS side.
This section explains the phenomenon and countermeasures for an example of a leakage current path between nMOS in a two-stage series circuit configuration. Note that the NAND circuit shown in Figure 10 is just an example, and the phenomenon of leakage current between nMOS is not necessarily a phenomenon caused by the NAND circuit itself.

図8においては、NOR回路におけるpMOSトランジスタの問題点を指摘して、NAND回路を極力、用いることが望ましいと記載したが、考慮すべきは、NOR回路のpMOSだけではない。
図10、図11にNAND回路の構成を例に、nMOS側で構成される2段の直列回路構成におけるnMOS間の漏れ電流の現象、問題、および対策について説明する。
前記したように、耐放射線の性能を確保するために、バンドギャップの大きいSiCを用いるが、SiCは、シリコン(Si)の結晶に炭素(C)を混在させているので、結晶欠陥が発生しやすい。そのため、特にnMOSの漏れ電流対策が必要となることがある。
図10においては、入力端子Aと入力端子Bの信号は共に負電位であるとする。このように、nMOSであるトランジスタM3とトランジスタM4のゲート電位が負電位であって、共にオフ(OFF)であるにも拘わらず、トランジスタM3のドレインとトランジスタM4のソースとの間に、漏れ電流L43が生じることがある。
In FIG. 8, the problems of pMOS transistors in NOR circuits are pointed out, and it is described that it is desirable to use NAND circuits whenever possible, but it is not only the pMOS in NOR circuits that should be considered.
Taking the configuration of a NAND circuit as an example in FIGS. 10 and 11, the phenomenon, problems, and countermeasures of leakage current between nMOSs in a two-stage series circuit configuration formed on the nMOS side will be explained.
As mentioned above, SiC with a large band gap is used to ensure radiation resistance, but since SiC is made by mixing carbon (C) with silicon (Si) crystals, crystal defects are likely to occur. Therefore, measures to prevent leakage current, especially in nMOS, may be necessary.
10, it is assumed that the signals at input terminal A and input terminal B are both at negative potential. Thus, even though the gate potentials of nMOS transistors M3 and M4 are negative and both are off, leakage current L43 may occur between the drain of transistor M3 and the source of transistor M4.

図11は、図10に対応するNAND回路におけるnMOS側のパターン構成と漏れ電流が生じている状態の一例を示す図である。
図11においては、nMOSであるトランジスタM3とトランジスタM4のゲート電位が負電位であって、共にオフであるにも拘わらず漏れ電流L43が生じている状態を示している。
これらの漏れ電流L43が生じる可能性があるのは、前記したように、SiCは、シリコン(Si)の結晶に炭素(C)を混在させているので、結晶欠陥が発生しやすいことにも起因している。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a pattern configuration on the nMOS side of the NAND circuit corresponding to FIG. 10 and a state in which leakage current occurs.
FIG. 11 shows a state in which the gate potentials of the nMOS transistors M3 and M4 are negative and leakage current L43 occurs even though both are off.
The reason why these leakage currents L43 may occur is that, as mentioned above, SiC is made by mixing carbon (C) with silicon (Si) crystals, which makes it easy for crystal defects to occur.

図12は、図11に対応するNAND回路におけるnMOS側の漏れ電流を防止する対策例を示す図である。
図12において、nMOSであるトランジスタM3とトランジスタM4との間に、P型の基板(もしくは、ウェル)濃度に比較して、「高濃度の分離層」の一例である拡散層Pの分離層を設けている。
この拡散層Pの分離層を設けることによって、nMOSであるトランジスタM3のドレイン側とトランジスタM4のソース側の漏れ電流を防止することが可能となる。
なお、SiCの結晶欠陥に起因する漏れ電流の経路は様々に考えられる。例えばトランジスタM3のソース側とトランジスタM3のドレイン側の漏れ電流を防止する対策は、記載していない別方法をとることもある。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a countermeasure for preventing leakage current on the nMOS side in the NAND circuit corresponding to FIG.
In FIG. 12, a diffusion layer P + separation layer, which is an example of a "high concentration separation layer" compared to the concentration of a P-type substrate (or well), is provided between nMOS transistors M3 and M4.
By providing this isolation layer for the P + diffusion layer, it is possible to prevent leakage current from the drain side of the nMOS transistor M3 and the source side of the nMOS transistor M4.
There are various possible paths for leakage current caused by crystal defects in SiC. For example, measures to prevent leakage current from the source side of transistor M3 and the drain side of transistor M3 may involve other methods not described above.

<第1実施形態の総括>
原子炉格納容器303の内部から原子炉建屋302の外部側にセンサ信号やそれらを駆動させるための電力線は、原子炉格納容器303と原子炉建屋302との貫通部(ペネ)311を介して、入出力される。ただし、貫通部311を通過できる信号線の本数には限りがある。
そのため、複数の信号線の信号を、放射線に強いマルチプレクサを介することによって、貫通部311を通過する信号線の本数を低減することになる。
<Summary of the First Embodiment>
Sensor signals and power lines for driving them are input and output from the inside of the containment vessel 303 to the outside of the reactor building 302 via a penetration 311 between the containment vessel 303 and the reactor building 302. However, there is a limit to the number of signal lines that can pass through the penetration 311.
Therefore, by passing signals from a plurality of signal lines through a multiplexer that is resistant to radiation, the number of signal lines passing through the through portion 311 can be reduced.

耐放射線に強いワイドギャップ半導体であるSiCは、Si(シリコン)結晶にC(炭素)が含まれているので結晶欠陥が相対的に多い。
そのため、SiCで構成されるマルチプレクサのトランジスタの集積規模を大きくするとSiC-ICチップの歩留りが著しく低下することがある。
この歩留り低下を避けるために、例えば、入力信号線4本、制御線2本、出力信号線1本を有する比較的に小型の基本構成の単位マルチプレクサ201を製作し、良品を選別する。そして、選別して良品であることが保証された小型の基本構成の単位マルチプレクサ201を独立したチップ片として5個組み合わせて、入力信号線16本、制御線4本、出力信号線1本を有する大規模構成のマルチプレクサ101を製作する。
この製作、製造方法によって、入力信号線や制御線の本数の多い、大規模構成のマルチプレクサ101を高い歩留りで製作、製造することができる。
SiC, a wide-gap semiconductor that is resistant to radiation, has a relatively large number of crystal defects because the Si (silicon) crystal contains C (carbon).
Therefore, increasing the integration scale of transistors in a multiplexer made of SiC can significantly reduce the yield of SiC-IC chips.
To avoid this yield drop, for example, relatively small unit multiplexers 201 with a basic configuration having four input signal lines, two control lines, and one output signal line are manufactured, and good products are selected. Five of the small unit multiplexers 201 with the basic configuration that have been selected and guaranteed to be good products are then combined as independent chip pieces to manufacture a large-scale multiplexer 101 with 16 input signal lines, four control lines, and one output signal line.
This manufacturing method allows the multiplexer 101 to be manufactured with a large number of input signal lines and control lines, and to have a large scale configuration, with a high yield.

また、マルチプレクサ101やマルチプレクサ201は、放射線の影響を受ける場所に配置されるために、マルチプレクサ201の制御部の論理構成において、NAND回路とNOT回路(インバータ)とで構成し、NOR回路は用いない構成とする。 Furthermore, because multiplexer 101 and multiplexer 201 are placed in locations affected by radiation, the logical configuration of the control unit of multiplexer 201 is configured with NAND circuits and NOT circuits (inverters), and does not use NOR circuits.

<第1実施形態の効果>
本発明の第1実施形態の耐放射線半導体装置によれば、それぞれが独立したチップ片で構成され入力信号線の少ない複数の小さな単位マルチプレクサを組み合わせて、入力信号線の多い一つのマルチプレクサを構成するので、トランジスタの集積規模を大きくしたことによる歩留まり低下を避け、SiCの結晶欠陥に起因する初期不良の影響を低減する耐放射線半導体装置を提供できる。
すなわち、耐放射線に強く、製造歩留りの高い低コストの大規模構成のマルチプレクサを搭載した耐放射線半導体装置を提供できる。
<Effects of the First Embodiment>
According to the radiation-hardened semiconductor device of the first embodiment of the present invention, a single multiplexer with many input signal lines is constructed by combining a plurality of small unit multiplexers, each of which is made up of independent chip pieces and has few input signal lines. This makes it possible to provide a radiation-hardened semiconductor device that avoids a decrease in yield due to an increase in the integration scale of transistors and reduces the effects of initial defects caused by crystal defects in SiC.
That is, it is possible to provide a radiation-resistant semiconductor device equipped with a multiplexer of a large scale configuration, which is radiation-resistant and has a high manufacturing yield and low cost.

また、ガンマ線に起因するVthの変動や漏れ電流の影響が軽減された耐放射線半導体装置を提供できる。
また、マルチプレクサの複数の入力信号線の少なくとも一つはグラウンドに接続されており、複数の前記入力信号線を切り替える際に、グラウンドの電圧の信号を送る方法をとっているので、グラウンド電圧が変動した場合においても、入力信号を正確に把握できるという効果があり、また入力信号の切り替えタイミングを明確に伝送する効果のある耐放射線半導体装置、および耐放射線半導体装置の制御方法を提供できる。
Furthermore, it is possible to provide a radiation-resistant semiconductor device in which the influence of Vth fluctuations and leakage currents caused by gamma rays is reduced.
Furthermore, at least one of the multiple input signal lines of the multiplexer is connected to ground, and a method is adopted in which a signal of the ground voltage is sent when switching between the multiple input signal lines. This has the effect of enabling the input signal to be accurately grasped even when the ground voltage fluctuates, and also makes it possible to provide a radiation-hardened semiconductor device and a method of controlling a radiation-hardened semiconductor device that have the effect of clearly transmitting the switching timing of the input signal.

≪第2実施形態:耐放射線半導体装置の制御方法≫
図1を参照して、アナログ信号であるマルチプレクサ101の出力信号のノイズ対策について説明した。一部、重複するが「耐放射線半導体装置の制御方法」として、ノイズ対策の観点から、再度、耐放射線半導体装置の制御方法のポイントについて説明する。
Second Embodiment: Method for Controlling Radiation-Resistant Semiconductor Device
1, noise countermeasures for the output signal of the multiplexer 101, which is an analog signal, have been described. Although some of the above is redundant, key points of the control method for a radiation-hard semiconductor device will be described again from the perspective of noise countermeasures as a "control method for a radiation-hard semiconductor device."

図1において、入力信号線S0Fは、グラウンドGに接続されている。入力信号線S00~S09,S0A~S0Fの入力信号は、グラウンドGを基準として、信号としての信号振幅を有している。
そのため、マルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号を原子炉建屋302の貫通部311を通して原子炉建屋302の外部に送信する際には、グラウンドGの信号を最初に送る方式をとる。
1, the input signal line S 0F is connected to the ground G. The input signals of the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0F have signal amplitudes as signals with the ground G as the reference.
Therefore, when the output signal from the output terminal D of the multiplexer 101 is transmitted to the outside of the reactor building 302 through the penetration 311 of the reactor building 302, the signal from the ground G is sent first.

具体的には、前記したように、マルチプレクサ101(耐放射線半導体装置)で、入力信号線S0FのグラウンドGの信号を制御線A01~03の制御信号で選択して、マルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号として、貫通部(ペネ)311を通過させる。そして、その直後に、入力信号線S00~S09,S0A~S0Fの入力信号のいずれかを制御線A01~03の制御信号で選択して、マルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号として、貫通部311を通過させる。
すると、貫通部311を通過させる際に受けるノイズの影響は、ほぼ同時刻の影響であると仮定、推定し、入力信号線S0FのグラウンドGの信号を基準として、直後に送信した、入力信号線S00~S09,S0A~S0Fの入力信号のいずれかに対応するマルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号のレベルを正確に把握することができる。
Specifically, as described above, in the multiplexer 101 (radiation-hardened semiconductor device), the signal of ground G of the input signal line S 0F is selected by the control signals of the control lines A 01 to A 03 , and is passed through the penetration 311 as an output signal of the output terminal D of the multiplexer 101. Then, immediately thereafter, one of the input signals of the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0F is selected by the control signals of the control lines A 01 to A 03 , and is passed through the penetration 311 as an output signal of the output terminal D of the multiplexer 101.
Then, it is assumed and estimated that the influence of noise received when passing through the through-hole 311 is an influence occurring at approximately the same time, and the level of the output signal of the output terminal D of the multiplexer 101 corresponding to any of the input signals of the input signal lines S 00 to S 09 , S 0A to S 0F transmitted immediately afterwards can be accurately grasped using the signal of the ground G of the input signal line S 0F as a reference.

また、入力信号線S00~S09,S0A~S0Eの入力信号を、貫通部(ペネ)311を介する長距離伝送をする場合、信号の伝達に時間遅れが生ずる。
このような信号の伝達に起因する時間遅れによる誤作動を防止するために、マルチプレクサ101から送信する信号を切り替える際に、まず入力信号線S0FのグラウンドGの信号を選択する。そして、このグラウンドGの信号をマルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号として、貫通部311を通過させる。
このように、異なる入力信号線S00~S09,S0A~S0Eの入力信号を切り替える場合に、一度、グラウンドGの信号を送ることで、入力信号が変わったことを伝達し、異なる入力信号線S00~S09,S0A~S0Eの入力信号の切り替えタイミングを明確に貫通部311の先にある信号処理部324(図3)に伝える。
Furthermore, when the input signals of the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0E are transmitted over a long distance via the penetration 311, a time delay occurs in the transmission of the signals.
In order to prevent malfunctions due to time delays caused by such signal transmission, the ground G signal of the input signal line S 0F is first selected when switching the signal transmitted from the multiplexer 101. Then, this ground G signal is passed through the through-hole 311 as the output signal of the output terminal D of the multiplexer 101.
In this way, when switching between input signals on different input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0E , a ground G signal is sent once to communicate that the input signal has changed, and the timing for switching between the input signals on different input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0E is clearly communicated to the signal processing unit 324 (FIG. 3) at the end of the through-hole 311.

以上のように、第2実施形態の耐放射線半導体装置の制御方法として、第1実施形態の耐放射線半導体装置を用いて、複数の入力信号線の少なくとも一つはグラウンドに接続する。そして、マルチプレクサ101として、複数の入力信号線の入力信号を切り替える際には、グラウンドGもしくは所定の電圧に接続された前記入力信号線に一度切り替えてから所望の入力信号線の入力信号へ切り替える。
このような、耐放射線半導体装置の制御方法がある。
As described above, the radiation-hardened semiconductor device of the second embodiment uses the radiation-hardened semiconductor device of the first embodiment, and connects at least one of the plurality of input signal lines to ground. When switching input signals of the plurality of input signal lines, the multiplexer 101 first switches to the input signal line connected to ground G or a predetermined voltage, and then switches to the input signal of the desired input signal line.
There is a method for controlling such a radiation-resistant semiconductor device.

<第2実施形態の効果>
マルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号を原子炉建屋302の貫通部311を通して原子炉建屋302の外部に送信する際には、グラウンドGの信号を最初に送る方式をとる。この方法によって、貫通部311を通過させる際に受けるノイズの影響や、信号の伝達に起因する時間遅れによる誤作動を防止する効果のある耐放射線半導体装置の制御方法を提供できる。
<Effects of the Second Embodiment>
When the output signal from output terminal D of multiplexer 101 is transmitted to the outside of reactor building 302 through penetration 311 in reactor building 302, a method is adopted in which the signal from ground G is sent first. This method provides a method for controlling a radiation-hard semiconductor device that is effective in preventing the influence of noise received when passing through penetration 311 and malfunctions due to time delays caused by signal transmission.

≪第3実施形態:原子力発電所のセンサシステム≫
図1と図3を参照して、原子力発電所(原子力プラント)のセンサシステムについて、そのポイントを一部、重複するがあらためて説明する。
図3に示すように、第1実施形態で説明したマルチプレクサ101(耐放射線半導体装置)、すなわち図3のマルチプレクサ321と、増幅器322とで構成される信号伝達部320は、貫通部(ペネ)311を介して、信号出力部323と信号処理部324につながっている。
このように、原子力発電所のセンサシステムは、原子炉構内301の原子炉格納容器303と原子炉建屋302とに跨って設置されている。
Third Embodiment: Sensor System for Nuclear Power Plant
Referring to FIG. 1 and FIG. 3, the sensor system of a nuclear power plant will be described again, although some of the points will be overlapped.
As shown in FIG. 3 , a signal transmission unit 320 composed of the multiplexer 101 (radiation-resistant semiconductor device) described in the first embodiment, i.e., the multiplexer 321 in FIG. 3 and an amplifier 322, is connected to a signal output unit 323 and a signal processing unit 324 via a penetration 311.
In this way, the sensor system of the nuclear power plant is installed across the reactor containment vessel 303 and the reactor building 302 in the reactor premises 301 .

具体的には、原子力発電所のセンサシステムとして以下のように構成されている。
原子炉格納容器303内には、原子炉格納容器303内のデータを検出する複数のセンサ312A,312Bを含むセンサ群と、このセンサ群から出力される測定信号を切り替えるマルチプレクサ321(101:耐放射線半導体装置)と、マルチプレクサ321(101)が選択的に出力する測定信号を増幅する増幅器322と、が設置されている。
Specifically, the sensor system for a nuclear power plant is configured as follows:
Installed within the containment vessel 303 are a sensor group including a plurality of sensors 312A, 312B that detect data within the containment vessel 303, a multiplexer 321 (101: radiation-resistant semiconductor device) that switches measurement signals output from the sensor group, and an amplifier 322 that amplifies the measurement signal selectively output by the multiplexer 321 (101).

また、増幅器322の出力信号は、原子炉格納容器303と原子炉建屋302との間を跨がっている貫通部(ペネ)311を介して、原子炉建屋302の外部に出力される。 In addition, the output signal of amplifier 322 is output to the outside of reactor building 302 via penetration 311 that spans between reactor containment vessel 303 and reactor building 302.

原子炉建屋302の外部には、増幅器322から出力された測定信号を出力する信号出力部323と、信号出力部323から出力される測定信号を監視して信号処理する信号処理部324と、が設置されている。 Installed outside the reactor building 302 are a signal output unit 323 that outputs the measurement signal output from the amplifier 322, and a signal processing unit 324 that monitors and processes the measurement signal output from the signal output unit 323.

また、マルチプレクサ321(101:耐放射線半導体装置)と増幅器322は、炭化ケイ素(SiC)を有して構成されている。 In addition, the multiplexer 321 (101: radiation-resistant semiconductor device) and amplifier 322 are made of silicon carbide (SiC).

また、複数のセンサ312A,312Bを含むセンサ群とマルチプレクサ321(101:耐放射線半導体装置)は高い放射線環境に曝されている。
また、信号処理部324は、低い放射線環境である原子炉建屋302の外部に設けられている。
また、マルチプレクサ321(101:耐放射線半導体装置)が選択的に出力する測定信号を伝達する信号線は、前記したように原子炉建屋302の貫通部(ペネ)311を通過する。
以上のように、原子力発電所のセンサシステムは、第1実施形態で説明したマルチプレクサ101(耐放射線半導体装置)を用いて構成され、高い放射線環境下にある原子炉格納容器303内の複数のセンサ群の信号を、低い放射線環境下である原子炉建屋302の外部側で監視する。
Furthermore, the sensor group including the plurality of sensors 312A and 312B and the multiplexer 321 (101: radiation-resistant semiconductor device) are exposed to a high radiation environment.
The signal processing unit 324 is provided outside the reactor building 302, which is in a low radiation environment.
Furthermore, the signal line that transmits the measurement signal selectively output by the multiplexer 321 (101: radiation-resistant semiconductor device) passes through the penetration 311 of the reactor building 302 as described above.
As described above, the sensor system for a nuclear power plant is configured using the multiplexer 101 (radiation-resistant semiconductor device) described in the first embodiment, and monitors signals from a group of sensors inside the reactor containment vessel 303, which is in a high radiation environment, from outside the reactor building 302, which is in a low radiation environment.

<第3実施形態の効果>
第3実施形態の原子力発電所のセンサシステムは、高い放射線環境下にある原子炉格納容器303内の複数のセンサ群の信号を、第1実施形態で説明したマルチプレクサ101(耐放射線半導体装置)を用いて、原子炉建屋302の貫通部(ペネ)311を通過させ、原子炉建屋302の外部側で監視する。そのため、貫通部311における信号線の本数を低減し、ノイズの影響や、信号の伝達に起因する時間遅れによる誤作動を防止する効果がある。
また、耐放射線に強く、製造歩留りの高い低コストのマルチプレクサを搭載した耐放射線半導体装置を用いているので、低コストで、ノイズの影響や信号の伝達に起因する時間遅れによる誤作動に強い原子力発電所のセンサシステムを提供できる。
<Effects of the Third Embodiment>
The sensor system for a nuclear power plant of the third embodiment uses the multiplexer 101 (radiation-resistant semiconductor device) described in the first embodiment to pass signals from a group of sensors inside a reactor containment vessel 303 that is in a high radiation environment through a penetration 311 in the reactor building 302, and monitors them on the outside of the reactor building 302. This reduces the number of signal lines in the penetration 311, and has the effect of preventing malfunctions due to the influence of noise and time delays caused by signal transmission.
Furthermore, since the radiation-resistant semiconductor device is used, which is radiation-resistant and equipped with a low-cost multiplexer with a high manufacturing yield, it is possible to provide a low-cost sensor system for nuclear power plants that is resistant to malfunctions due to the effects of noise and time delays caused by signal transmission.

≪その他の実施形態、および補足≫
なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものでなく、さらに様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために、詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成の一部で置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成の一部または全部を追加・削除・置換をすることも可能である。
以下に、その他の実施形態や変形例や補足について、さらに説明する。
Other embodiments and supplements
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are also possible. For example, the above-described embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and the present invention is not necessarily limited to those including all of the described configurations. Furthermore, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with part of the configuration of another embodiment, and it is also possible to add, delete, or replace part or all of the configuration of another embodiment with the configuration of one embodiment.
Other embodiments, modifications, and supplements will be further described below.

《半導体素子について》
第1実施形態においては、バンドギャップがSiより広く、放射線に強い半導体として、SiCをpMOSやnMOSに用いる場合について説明した。
しかし、バンドギャップがSi(シリコン)より広く、放射線に強い半導体は、SiC(シリコンカーバイド、炭化ケイ素)に限定されない。例えば、バンドギャップが広い半導体としては、化合物半導体のGaAs(ヒ化ガリウム)、GaN(窒化ガリウム)、AlP(リン化アルミニウム)、InP(リン化インジウム)等がある。
<<About semiconductor elements>>
In the first embodiment, a case has been described in which SiC is used in pMOS and nMOS as a semiconductor having a wider band gap than Si and being resistant to radiation.
However, semiconductors with a wider band gap than Si (silicon) and that are resistant to radiation are not limited to SiC (silicon carbide). For example, semiconductors with a wider band gap include compound semiconductors such as GaAs (gallium arsenide), GaN (gallium nitride), AlP (aluminum phosphide), and InP (indium phosphide).

なお、SiCは、IV族-IV族の組み合わせで、Siと同じくIV族であるので、pMOSやnMOSを制作する際のp型半導体とn型半導体の形成には、それぞれ3価(V族)のB(ホウ素)や、5価(III族)のP(リン)を不純物として打ち込む。
また、例えばGaAsは、III族-V族の組み合わせである。Ga(ガリウム)がAs(ヒ素)より多く含まれるとp型半導体となり、AsがGaより多く含まれるとn型半導体となる。
以上のようにp型半導体とn型半導体の形成し、バンドギャップがSiより広く、放射線に強い半導体(化合物半導体を含む)を用いることによって、耐放射線に強いpMOSやnMOSが構成できる。
Incidentally, SiC is a combination of group IV and group IV elements, and like Si, is a group IV element. Therefore, when creating pMOS and nMOS, trivalent (group V) B (boron) and pentavalent (group III) P (phosphorus) are implanted as impurities to form the p-type and n-type semiconductors, respectively.
For example, GaAs is a combination of group III and group V. When it contains more Ga (gallium) than As (arsenic), it becomes a p-type semiconductor, and when it contains more As than Ga, it becomes an n-type semiconductor.
As described above, by forming p-type and n-type semiconductors and using semiconductors (including compound semiconductors) that have a wider band gap than Si and are resistant to radiation, pMOS and nMOS that are resistant to radiation can be constructed.

《MOSFETについて》
第1実施形態において、pMOSやnMOSの説明として、単にMOSFETと説明した。このMOSFETは、プレーナ型(横型)の構造のMOSFET、あるいはトレンチ型(縦型)の構造のMOSFET、さらにはスーパージャンクションMOSFETにおいても、前記した効果がある。
<<About MOSFETs>>
In the first embodiment, the pMOS and nMOS are simply referred to as MOSFETs. The above-described effects can be achieved with MOSFETs having a planar (horizontal) structure, MOSFETs having a trench (vertical) structure, and even superjunction MOSFETs.

《NAND回路を用いる他の理由について》
図8のNOR回路のpMOS側の基板電位の変動の例を挙げて、論理回路にNOR回路を用いることを避け、NAND回路とNOT回路を用いて構成することが望ましいことを説明した。
しかし、NOR回路を避け、NAND回路を用いることの利点は、それだけではない。
NOR回路の構成は、nMOSが並列で構成されるのに対し、pMOSは直列に構成される。nMOSが並列で構成される場合には、nMOSの駆動能力は1個の場合と同じか、2個と同じ駆動能力が発揮される。それに対して、pMOS側は直列に構成されるので半分以下の駆動能力となる。
Other reasons for using NAND circuits
Using the example of the fluctuation in substrate potential on the pMOS side of the NOR circuit in FIG. 8, it has been explained that it is desirable to avoid using NOR circuits in logic circuits and to configure them using NAND circuits and NOT circuits.
However, there are other advantages to avoiding NOR circuits and using NAND circuits.
In a NOR circuit, nMOSs are configured in parallel, while pMOSs are configured in series. When nMOSs are configured in parallel, the driving capacity of the nMOSs is the same as when there is one nMOS or when there are two nMOSs. On the other hand, the pMOSs are configured in series, so the driving capacity is less than half.

さらには、nMOSは移動度の高い電子によって動作するのに対し、pMOSは移動度の低いホール(正孔)によって動作する。電子の移動度はホールの移動度よりも一般には3倍以上高い。
以上の背景により、NOR回路においては、並列で構成されたnMOS側の動作は、直列に構成されたpMOS側の動作に比較して、一般には6倍以上、高速で動作する。すなわち、nMOS側の動作速度とpMOS側の動作速度において、極端に不平衡が生ずる。
それに対して、NAND回路においては、段数による動作速度の差と、電子とホールによる移動度の差による動作速度が相殺する方向に作用するので、並列で構成されたpMOS側の動作速度と、直列に構成されたnMOSの動作速度とが、接近してくる。
すなわち、前記した基板電位の変動とは別の観点においても、論理回路の構成において、極力、NAND回路を用いて構成する方が、NOR回路を用いて構成するよりも望ましい。
Furthermore, nMOS operates using electrons, which have high mobility, while pMOS operates using holes, which have low mobility. The mobility of electrons is generally more than three times higher than that of holes.
Due to the above background, in a NOR circuit, the operation of the nMOS side configured in parallel is generally six times faster than the operation of the pMOS side configured in series, which means that there is an extreme imbalance between the operating speed of the nMOS side and the operating speed of the pMOS side.
On the other hand, in a NAND circuit, the difference in operating speed due to the number of stages and the difference in operating speed due to the difference in mobility between electrons and holes act to cancel each other out, so the operating speed of the pMOS side configured in parallel and the operating speed of the nMOS configured in series become closer.
That is, even from the viewpoint other than the above-mentioned fluctuation in substrate potential, it is preferable to use NAND circuits as much as possible in the configuration of logic circuits rather than NOR circuits.

《NAND回路の入力の本数について》
図7においては、入力信号の本数が2入力のNAND回路を用いる方法について説明した。ただし、制御部221で用いられるNAND回路は、2入力のNAND回路である。
NAND回路が好ましいと説明したが、3入力以上の多段のNAND回路は、nMOSが3段以上の直列回路構成となるので、nMOSのソース電位と基板電位の乖離がさらに大きくなる可能性がある。そのため、前記したnMOSは、閾値電圧に与える影響は少ないとは言え、好ましくはない。
<<Number of inputs to a NAND circuit>>
7, a method using a NAND circuit with two input signals has been described, but the NAND circuit used in the control unit 221 is a two-input NAND circuit.
Although we have explained that NAND circuits are preferable, multi-stage NAND circuits with three or more inputs have a series circuit configuration of three or more stages of nMOS, which may further increase the difference between the source potential and substrate potential of the nMOS. Therefore, although the above-mentioned nMOS has little effect on the threshold voltage, it is not preferable.

すなわち、適切なNAND回路は、2入力のNAND回路であって、一般的に3入力以上のNAND回路は避けることが好ましい。
図7で示した制御部221において用いたNAND回路である4個のNAND回路22NA1~22NA4は、すべて2入力のNAND回路である。3入力以上のNAND回路は、用いていない。
3入力以上の複数の入力のNAND回路は、2入力のNAND回路とNOT回路を組み合わせて再構成することが、動作の安定性の観点からは望ましい。
That is, a suitable NAND circuit is a two-input NAND circuit, and it is generally preferable to avoid NAND circuits with three or more inputs.
All of the four NAND circuits 22NA1 to 22NA4 used in the control unit 221 shown in Fig. 7 are two-input NAND circuits, and no NAND circuits with three or more inputs are used.
From the viewpoint of operational stability, it is desirable to reconfigure a NAND circuit with three or more inputs by combining a two-input NAND circuit and a NOT circuit.

《高濃度の分離層》
図12においては、nMOSが直列に構成されるレイアウトにおいて、Pの分離層を設ける例を示したが、pMOSが直列に構成される箇所において、Nの分離層を設けて、pMOS側におけるリーク電流を防止する構成をとる方法もある。
Highly concentrated separation layer
FIG. 12 shows an example in which a P + isolation layer is provided in a layout in which nMOS are configured in series, but there is also a method in which an N + isolation layer is provided in a location in which pMOS are configured in series to prevent leakage current on the pMOS side.

《耐放射線半導体装置の応用》
以上においては、原子力プラントにおける原子炉格納容器に使用する耐放射線半導体装置として説明したが、原子炉格納容器の環境や耐放射線の半導体装置に限定されない。
原子力プラント以外の放射線利用設備についても適用できる。
<Applications of radiation-resistant semiconductor devices>
Although the above description has been given of a radiation-resistant semiconductor device used in a reactor containment vessel in a nuclear power plant, the present invention is not limited to the environment of a reactor containment vessel or to radiation-resistant semiconductor devices.
The present invention can also be applied to radiation utilization facilities other than nuclear plants.

《グラウンドGの信号送信》
図1に示したマルチプレクサ101の動作において、入力信号線S00~S09,S0A~S0Fの入力信号のいずれかを送信する際には、その直前に、入力信号線S0FのグラウンドGの信号をマルチプレクサ101の出力端子Dの出力信号として、貫通部(ペネ)311を通過させるとして説明したが、この構成や方法に限定されない。
<Ground G signal transmission>
In the operation of the multiplexer 101 shown in FIG. 1, when transmitting any of the input signals of the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0F , the signal of the ground G of the input signal line S 0F is passed through the penetration 311 as an output signal of the output terminal D of the multiplexer 101 immediately before the transmission, as described above, but the present invention is not limited to this configuration or method.

例えば、入力信号線S0FをグラウンドGの信号に接続していたが、グラウンドGに接続するのは、入力信号線S0Fに限定されない。他の入力信号線S00~S09,S0A~S0Eのいずれかであってもよい。
また、グラウンドGに接続するのは、1本の入力信号線に限定されない。複数の入力信号線をグラウンドGに接続してもよい。
また、以上においては、入力信号線の入力信号を正確に判定するために、グラウンドGの信号を送信して、比較する基準の信号としていたが、必ずしもグラウンドGに限定されない。所定の適切な基準となる電位信号があれば、その所定の信号を用いてもよい。
For example, although the input signal line S 0F is connected to the signal of the ground G, it is not limited to the input signal line S 0F that is connected to the ground G. It may be any of the other input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0E .
Furthermore, the number of input signal lines connected to the ground G is not limited to one. A plurality of input signal lines may be connected to the ground G.
In the above description, a signal of ground G is transmitted and used as a reference signal for comparison in order to accurately determine the input signal of the input signal line, but this is not necessarily limited to ground G. If there is a predetermined appropriate reference potential signal, that predetermined signal may be used.

また、入力信号線S00~S09,S0A~S0Fの入力信号のいずれかを送信する際、または入力信号線を切り替える際に、その直前にグラウンドGの信号に接続すると説明したが、その方法に限定されない。
例えば、入力信号線S00~S09,S0A~S0Fにおける所定の入力信号を、連続的に同一の信号を長く送信する場合には、途中で入力信号線S0FのグラウンドGを送る場合もある。この方法は、グラウンドGの電位に何らかの理由で変動がある場合に有効である。
Furthermore, when transmitting any of the input signals on the input signal lines S 00 to S 09 , S 0A to S 0F , or when switching the input signal line, the signal is connected to the ground G immediately before that, but the present invention is not limited to this method.
For example, when transmitting the same predetermined input signal continuously for a long period of time on the input signal lines S 00 to S 09 and S 0A to S 0F , the ground G of the input signal line S 0F may be transmitted along the way. This method is effective when the potential of the ground G fluctuates for some reason.

《さらに大きな規模のマルチプレクサ》
第1実施形態においては、4本の入力信号線と2本の制御線を備える小さな単位マルチプレクサ201を5個組み合わせて16本の入力信号線と4本の制御線を備える大規模構成のマルチプレクサ101を構成した。しかし、これらの構成に限定されない。次に、大きな規模のマルチプレクサの構成方法として、例1、例2を説明する。
Even larger scale multiplexers
In the first embodiment, five small unit multiplexers 201, each with four input signal lines and two control lines, are combined to form a large-scale multiplexer 101 with 16 input signal lines and four control lines. However, the present invention is not limited to this configuration. Next, examples 1 and 2 will be described as methods for constructing a large-scale multiplexer.

<例1>
例えば、16本の入力信号線と4本の制御線を備えるマルチプレクサ101を16個組み合わせて、256本の入力信号線と8本の制御線を備える更に大きな規模のマルチプレクサを構成することも可能である。
<Example 1>
For example, it is possible to combine 16 multiplexers 101 each having 16 input signal lines and 4 control lines to form an even larger multiplexer having 256 input signal lines and 8 control lines.

<例2>
また、<例1>のマルチプレクサが大き過ぎて、それよりも中規模のマルチプレクサが所望の場合には、<例2>として次の構成もある。
例えば、16本の入力信号線と4本の制御線を備えるマルチプレクサ101を4個と、4本の入力信号線と2本の制御線を備えるマルチプレクサ(単位マルチプレクサ)201を1個とを、組み合わせて、64本の入力信号線と6本の制御線を備える中間的な規模のマルチプレクサを構成することも可能である。
<Example 2>
Also, if the multiplexer in <Example 1> is too large and a more medium-sized multiplexer is desired, the following configuration is also available as <Example 2>.
For example, it is possible to configure a medium-sized multiplexer with 64 input signal lines and 6 control lines by combining four multiplexers 101 each with 16 input signal lines and 4 control lines and one multiplexer (unit multiplexer) 201 with 4 input signal lines and 2 control lines.

101 マルチプレクサ(大規模構成のマルチプレクサ)、耐放射線半導体装置
201,201A~201D,201S マルチプレクサ(単位マルチプレクサ)
201N マルチプレクサ(制御線n本のマルチプレクサ)
211A~211D 出力信号線
221 制御部
22IN1~22IN6 NOT回路、インバータ
22NA1~22NA4 NAND回路
231 スイッチ部
23T1~23T4 双方向スイッチ(トランスミッションゲート)
301 原子炉構内
302 原子炉建屋
303 原子炉格納容器
304 原子炉圧力容器
305 圧力抑制室
311 貫通部(ペネ)
312 計測器設置領域
312A,312B センサ
320 信号伝達部
321 マルチプレクサ
322 増幅器(アンプ)
323 信号出力部
324 信号処理部
00,A01,A02,A03 制御線
D 出力端子
G グラウンド
M1,M2 pMOS(p型MOS)
M3,M4 nMOS(n型MOS)
00~S09,S0A~S0F,S10~S13 入力信号線
101 Multiplexer (large-scale multiplexer), radiation-resistant semiconductor device 201, 201A to 201D, 201S Multiplexer (unit multiplexer)
201N Multiplexer (multiplexer with n control lines)
211A to 211D: output signal lines; 221: control unit; 22IN1 to 22IN6: NOT circuits, inverters
22NA1 to 22NA4 NAND circuit 231 Switch section 23T1 to 23T4 Bidirectional switch (transmission gate)
301 Reactor premises 302 Reactor building 303 Reactor containment vessel 304 Reactor pressure vessel 305 Pressure suppression chamber 311 Penetration
312 Measuring instrument installation area 312A, 312B Sensor 320 Signal transmission unit 321 Multiplexer 322 Amplifier
323 Signal output unit 324 Signal processing unit A 00 , A 01 , A 02 , A 03 Control line D Output terminal G Ground M1, M2 pMOS (p-type MOS)
M3, M4 nMOS (n-type MOS)
S 00 to S 09 , S 0A to S 0F , S 10 to S 13 input signal lines

Claims (11)

炭化ケイ素を用いて構成される複数の単位マルチプレクサが所定に接続された大規模構成のマルチプレクサを備え、
大規模構成の前記マルチプレクサは、
複数の前記単位マルチプレクサの一部に接続される複数の入力信号線と、
複数の前記単位マルチプレクサの内の一つから出力される出力信号線と、
を備え、
前記出力信号線が接続される単位マルチプレクサと前記入力信号線が接続される単位マルチプレクサとは異なる制御信号によって制御され、
複数の前記単位マルチプレクサは、それぞれが独立したチップ片で構成され、事前の検査において、前記炭化ケイ素の結晶欠陥に関する選別で良品であることが保証されている、
ことを特徴とする耐放射線半導体装置。
a multiplexer having a large-scale configuration in which a plurality of unit multiplexers made of silicon carbide are connected in a predetermined manner;
The multiplexer in a large scale configuration includes:
a plurality of input signal lines connected to some of the plurality of unit multiplexers;
an output signal line output from one of the plurality of unit multiplexers;
Equipped with
a unit multiplexer to which the output signal line is connected and a unit multiplexer to which the input signal line is connected are controlled by different control signals;
each of the plurality of unit multiplexers is formed from an independent chip piece , and is guaranteed to be a non-defective product through screening for crystal defects in the silicon carbide in a prior inspection;
A radiation-resistant semiconductor device characterized by:
請求項1において、
前記単位マルチプレクサは、MOSFETを備えて構成されている、
ことを特徴とする耐放射線半導体装置。
In claim 1,
The unit multiplexer is configured to include a MOSFET.
A radiation-resistant semiconductor device characterized by:
請求項1において、
前記単位マルチプレクサは、4本の入力信号線と2本の制御信号線と1本の出力信号線を有して構成される、
ことを特徴とする耐放射線半導体装置。
In claim 1,
The unit multiplexer is configured to have four input signal lines, two control signal lines, and one output signal line.
A radiation-resistant semiconductor device characterized by:
請求項1において、
大規模構成の前記マルチプレクサは、16本の入力信号線と4本の制御信号線と1本の出力信号線を有し、
4本の入力信号線と2本の制御信号線と1本の出力信号線とを有して構成されるチップ面積の小さい独立したチップ片の前記単位マルチプレクサを5個、組み合わせて構成される、ことを特徴とする耐放射線半導体装置。
In claim 1,
The multiplexer of large scale configuration has 16 input signal lines, 4 control signal lines and 1 output signal line,
A radiation-hardened semiconductor device comprising a combination of five of the unit multiplexers, each of which is an independent chip piece having a small chip area and configured to have four input signal lines, two control signal lines, and one output signal line.
請求項1において、
前記単位マルチプレクサは、
複数の入力端子と、複数の制御端子と、一つの出力端子を有し、
複数の前記入力端子と前記出力端子との間にそれぞれ接続される複数の双方向スイッチと、
複数の前記制御端子から入力する複数の制御信号によって、複数の前記双方向スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部の制御回路は、複数のNAND回路と複数のNOT回路とから構成される、ことを特徴とする耐放射線半導体装置。
In claim 1,
The unit multiplexer comprises:
A plurality of input terminals, a plurality of control terminals, and one output terminal;
a plurality of bidirectional switches respectively connected between the plurality of input terminals and the output terminal;
a control unit that controls the bidirectional switches by a plurality of control signals input from the plurality of control terminals;
Equipped with
The radiation-hard semiconductor device is characterized in that the control circuit of the control unit is composed of a plurality of NAND circuits and a plurality of NOT circuits.
請求項5において、
前記NAND回路は、2入力のNAND回路である、
ことを特徴とする耐放射線半導体装置。
In claim 5,
The NAND circuit is a two-input NAND circuit.
A radiation-resistant semiconductor device characterized by:
請求項1において、
前記単位マルチプレクサは、複数のトランジスタから構成され、
複数の前記トランジスタにおいてトランジスタ間の漏れ電流を防止する分離層が配置されている、
ことを特徴とする耐放射線半導体装置。
In claim 1,
the unit multiplexer is composed of a plurality of transistors,
An isolation layer is disposed in the plurality of transistors to prevent leakage current between the transistors.
A radiation-resistant semiconductor device characterized by:
請求項7において、
前記分離層は、基板またはウェルの濃度よりも高濃度の不純物拡散で構成されている、ことを特徴とする耐放射線半導体装置。
In claim 7,
The radiation-resistant semiconductor device is characterized in that the isolation layer is formed by diffusing impurities at a concentration higher than that of the substrate or well.
請求項1に記載の耐放射線半導体装置を用いた耐放射線半導体装置の制御方法であって、
複数の前記入力信号線の少なくとも一つはグラウンドに接続され、
マルチプレクサとして複数の前記入力信号線の入力信号を切り替える際には、グラウンドもしくは所定の電圧に接続された前記入力信号線に一度切り替えてから、伝送を意図する所望の入力信号線の入力信号へ切り替える、
ことを特徴とする耐放射線半導体装置の制御方法。
A method for controlling a radiation-hard semiconductor device using the radiation-hard semiconductor device according to claim 1, comprising:
At least one of the plurality of input signal lines is connected to ground,
When switching the input signals of the plurality of input signal lines as a multiplexer, the input signal line is first switched to the input signal line connected to ground or a predetermined voltage, and then switched to the input signal of the desired input signal line intended for transmission.
2. A method for controlling a radiation-resistant semiconductor device comprising:
請求項1に記載の耐放射線半導体装置を用いた原子力発電所のセンサシステムであって、
前記センサシステムは、原子力発電所の原子炉格納容器と原子炉建屋とに跨って設置され、
前記原子炉格納容器内のデータを検出するセンサ群と、
前記センサ群から出力される測定信号を切り替える大規模構成の前記マルチプレクサと、
大規模構成の前記マルチプレクサが選択的に出力する測定信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器から出力された測定信号を監視する前記原子炉建屋に設置された信号処理部と、
を備えて構成され、
大規模構成の前記マルチプレクサと前記増幅器は、炭化ケイ素を有して構成される、
ことを特徴とする原子力発電所のセンサシステム。
A sensor system for a nuclear power plant using the radiation-resistant semiconductor device according to claim 1,
the sensor system is installed across a reactor containment vessel and a reactor building of a nuclear power plant,
a group of sensors for detecting data inside the containment vessel;
the multiplexer having a large-scale configuration for switching measurement signals output from the group of sensors;
an amplifier for amplifying the measurement signals selectively output by the multiplexer in a large scale configuration ;
a signal processing unit installed in the reactor building that monitors the measurement signal output from the amplifier;
The present invention is configured to include:
the multiplexer and the amplifier in a large scale configuration are constructed of silicon carbide;
A sensor system for a nuclear power plant.
請求項10において、
前記センサ群と大規模構成の前記マルチプレクサは、高い放射線環境に曝され、
大規模構成の前記マルチプレクサが選択的に出力する測定信号を伝達する信号線は、前記原子炉建屋の貫通部を通過する、
ことを特徴とする原子力発電所のセンサシステム。
In claim 10,
the group of sensors and the large-scale configuration of the multiplexer are exposed to a high radiation environment;
a signal line for transmitting the measurement signal selectively output by the large-scale multiplexer passes through a penetration part of the reactor building;
A sensor system for a nuclear power plant.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005347331A (en) 2004-05-31 2005-12-15 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
JP2009188736A (en) 2008-02-06 2009-08-20 Kenwood Corp Ad converter
JP2014022856A (en) 2012-07-17 2014-02-03 Denso Corp Multiplexer abnormality diagnosis device
JP2022032396A (en) 2020-08-12 2022-02-25 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Radiation-resistant circuit and self-diagnosis method for radiation-resistant circuit

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07112146B2 (en) * 1983-10-14 1995-11-29 ソニー株式会社 Variable delay circuit
JPS6264130A (en) * 1985-09-13 1987-03-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Reference pixel information selection circuit
JPH05110399A (en) * 1991-10-16 1993-04-30 Nippon Steel Corp Multiplexer input changeover device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005347331A (en) 2004-05-31 2005-12-15 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
JP2009188736A (en) 2008-02-06 2009-08-20 Kenwood Corp Ad converter
JP2014022856A (en) 2012-07-17 2014-02-03 Denso Corp Multiplexer abnormality diagnosis device
JP2022032396A (en) 2020-08-12 2022-02-25 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Radiation-resistant circuit and self-diagnosis method for radiation-resistant circuit

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