瞬时电离辐射效应

目录 丛书序 前言 第1章 绪论 1 1.1 引言 1 1.2 核爆炸辐射环境及其效应 1 1.2.1 核爆炸r射线及其效应 2 1.2.2 核爆炸X射线及其效应 3 1.2.3 核爆炸中子辐射环境及其效应 3 1.3 瞬时电离辐射效应 4 1.3.1 过剩载流子的产生、复合及输运 4 1.3.2 辐射感生光电流的产生 5 1.3.3 晶体管的瞬时电离辐射效应 6 1.3.4 集成电路的瞬时错误 7 1.3.5 集成电路的瞬时辐射闩锁 8 1.3.6 瞬时辐射烧毁 11 1.4 本书内容 11 参考文献 12 第2章 模拟集成电路瞬时电离辐射效应 14 2.1 引言 14 2.2 模拟集成电路瞬时电离辐射效应机理 14 2.2.1 瞬时扰动 14 2.2.2 瞬时辐射闩锁 16 2.3 不同工艺集成运算放大器瞬时电离辐射效应 17 2.3.1 双极运算放大器 18 2.3.2 BiMOS运算放大器 19 2.3.3 CMOS运算放大器 20 2.3.4 不同工艺运算放大器效应规律 22 2.4 低压差线性稳压器瞬时电离辐射效应 23 2.4.1 两管能隙基准源低压差线性稳压器 24 2.4.2 三管能隙基准源低压差线性稳压器 27 2.4.3 CMOS工艺低压差线性稳压器 30 2.4.4 低压差线性稳压器瞬时电离辐射效应总结 31 2.5 正交设计法 31 2.5.1 正交设计法概述 32 2.5.2 正交设计法的应用 33 2.6 模拟集成电路瞬时电离辐射效应理论模拟 38 2.6.1 电路结构 38 2.6.2 模型建立 39 2.6.3 模拟结果 41 2.7 模拟集成电路瞬时电离辐射扰动机理 42 2.8 小结 43 参考文献 43 第3章 大规模数字集成电路瞬时电离辐射效应 45 3.1 引言 45 3.2 基本原理 45 3.2.1 瞬时辐射翻转 46 3.2.2 瞬时辐射闩锁 51 3.3 试验测试 52 3.3.1 瞬态信号测试 52 3.3.2 功能测试 54 3.3.3 典型测试系统 55 3.4 效应规律 70 3.4.1 微米至超深亚微米集成电路瞬时电离辐射效应 70 3.4.2 纳米集成电路瞬时电离辐射效应 74 3.5 小结 79 参考文献 80 第4章 瞬时电离辐射脉冲宽度效应 82 4.1 引言 82 4.2 双极电路的脉冲宽度效应 82 4.2.1 PN结辐射感生光电流的脉冲宽度效应 82 4.2.2 晶体管的脉冲宽度效应 85 4.2.3 双极集成电路的脉冲宽度效应 87 4.3 CMOS电路的脉冲宽度效应 88 4.3.1 CMOS反相器的脉冲宽度效应 88 4.3.2 CMOS随机静态存储器的脉冲宽度效应 90 4.4 CMOS电路脉冲宽度效应数值模拟计算 91 4.4.1 电流注入法模拟CMOS电路的脉冲宽度效应 92 4.4.2 辐照法模拟CMOS反相器的脉冲宽度效应 94 4.4.3 模拟计算结果与试验测量结果的比较 94 4.5 脉冲宽度效应的分析方法 96 4.5.1 基于光电流的瞬时电离辐射损伤阈值分析方法 96 4.5.2 不同损伤模式下半导体器件的辐射损伤阈值 97 4.5.3 三种损伤模式下的脉冲宽度效应 102 4.6 小结 104 参考文献 104 第5章 瞬时电离辐射效应数值仿真 106 5.1 引言 106 5.2 瞬时电离辐射效应器件级仿真方法 106 5.2.1 瞬时电离辐射效应器件级仿真软件 106 5.2.2 数值计算模型与物理模型 107 5.2.3 脉冲r射线辐照模型 109 5.3 瞬时电离辐射效应器件级仿真实例 111 5.3.1 初始光电流与次级光电流的仿真 111 5.3.2 不同脉冲宽度下PN结感生光电流数值模拟 113 5.3.3 CMOS反相器剂量率扰动及剂量率闩锁的仿真 114 5.4 瞬时电离辐射效应电路级仿真方法 116 5.4.1 基于Cadence版图提取电路网表 117 5.4.2 瞬时剂量率效应仿真模型构建 118 5.4.3 结合版图布局评价瞬时剂量率效应仿真流程 119 5.5 小结 122 参考文献 123 第6章 瞬时辐射阻锁效应 124 6.1 引言 124 6.2 闩锁形成机制及判据条件 124 6.2.1 闩锁形成机制 124 6.2.2 闩锁形成判据条件 125 6.3 阻锁效应 132 6.3.1 阻锁效应机制 132 6.3.2 阻锁条件 136 6.3.3 电注入法验证及阻锁应用 140 6.3.4 断电窗口的获得 145 6.4 小结 149 参考文献 149 第7章 瞬时电离辐射效应试验技术 151 7.1 引言 151 7.2 瞬时电离辐射效应试验模拟源 151 7.2.1 我国模拟源介绍 152 7.2.2 美国模拟源介绍 153 7.3 脉冲X 射线辐射场测量技术 155 7.3.1 时间谱测量技术 155 7.3.2 总剂量测量技术 160 7.3.3 剂量率测量不确定度分析 162 7.4 瞬时电离辐射效应测量系统 166 7.4.1 屏蔽及抗干扰系统 166 7.4.2 信号传输系统 167 7.4.3 同步触发系统 168 7.4.4 信号记录系统 168 7.5 瞬时电离辐射效应测量方法 168 7.5.1 稳态初始光电流测量方法 168 7.5.2 剂量率闩锁测量方法 170 7.5.3 数字微电路的剂量率翻转测量方法 171 7.6 瞬时电离辐射效应脉冲激光辐照试验技术 172 7.6.1 辐射源的选取 172 7.6.2 激光辐照系统 174 7.6.3 激光辐照模拟瞬时电离辐射效应的特点 175 7.6.4 激光辐照系统的应用 175 7.7 瞬时电离辐射效应试验标准及规范 178 7.8 小结 181 参考文献 182 第8章 电子器件抗瞬时电离辐射性能评估方法 184 8.1 引言 184 8.2 生存分析相关基础知识 184 8.2.1 基本概念 185 8.2.2 数据类型 186 8.2.3 常用分布 186 8.3 样本空间排序法 189 8.3.1 瞬时电离辐射效应数据特征 189 8.3.2 样本空间排序法介绍 190 8.3.3 样本空间排序法应用 192 8.4 失效分布模型的实验获取 196 8.4.1 实验器件 197 8.4.2 统计推断方法 197 8.4.3 实验结果及拟合优度检验 198 8.4.4 失效分布的选择 201 8.5 保守性研究 201 8.5.1 方法描述 202 8.5.2 蒙特卡罗模拟结果 202 8.6 小结 203 参考文献 203 附录A 样本空间排序法源代码 205