卫星抗辐射加固技术.
半导体器件辐射效应及抗辐射加固
半导体器件辐射效应及抗辐射加固随着空间技术和国防科技的不断发展，半导体器件在航空、航天、军事等领域的应用越来越广泛。
然而，半导体器件在受到空间辐射后会产生各种效应，如离子注入、光刻、蚀刻等，这些效应会导致器件性能下降甚至失效。
为了提高半导体器件的可靠性，抗辐射加固技术成为了研究热点。
半导体器件受到辐射后，会产生各种效应。
其中，离子注入是一种常见的辐射效应，它是指高能离子在半导体中注入并形成堆积层，从而导致器件性能下降。
光刻则是指辐射引起的半导体表面形态变化，它会导致器件的几何形状和尺寸发生变化，进而影响性能。
蚀刻也是辐射效应之一，它是指辐射引起的半导体表面物质损失和形貌变化，进而导致器件性能下降。
为了应对半导体器件的辐射效应，各种抗辐射加固技术应运而生。
材料选择是一种有效的加固方法。
通过选择具有优良抗辐射性能的材料，如碳化硅、砷化镓等，可以显著提高半导体器件的抗辐射能力。
结构优化也是一种有效的抗辐射加固技术。
例如，通过优化器件的结构，可以降低辐射对器件性能的影响。
减少剂量率也是一种可行的加固方法。
通过降低辐射剂量率，可以减少器件受到的辐射损伤，从而提高器件的可靠性。
为了比较各种加固技术效果，我们选取了一种常见的半导体器件——互补金属氧化物半导体（CMOS）进行实验研究。
我们采用材料选择方法，分别选用碳化硅和硅材料制作CMOS器件。
实验结果表明，碳化硅材料的CMOS器件性能更稳定，抗辐射能力更强。
然后，我们采用结构优化方法，对CMOS器件的结构进行了优化设计。
优化后的CMOS 器件在受到辐射后，性能下降幅度明显减小。
我们采用减少剂量率方法，降低了辐射剂量率。
实验结果显示，降低剂量率后，CMOS器件的性能更加稳定。
本文对半导体器件的辐射效应及抗辐射加固技术进行了深入探讨。
通过实例分析，我们发现材料选择、结构优化和减少剂量率等抗辐射加固技术均能有效地提高半导体器件的抗辐射能力，从而提高器件的可靠性。
其中，材料选择是最为关键的加固方法，它直接决定了器件的抗辐射性能。
卫星安全防护
卫星的安全防护对策主要有以下三种手段：1.静态防护措施：抗辐射加固：固定波长图层、主动非线性光学、波长捷变光学。
轨道选择：选择更高的不易被一般敌人奇迹的运行轨道。
可以快速动作的眼皮式装置，能够方碎片以及放强激光照射。
冗余：建设具有分布结构的大型网络星座（摧毁其中一个或者几个卫星不至于使整个系统瘫痪，或者可以应急补星）2.威胁警告措施卫星搭载现场敏感能力，激光微辐射计、集成激光与射频敏感器。
增强态势感知能力，对攻击进行估计和探测，包括提高情报能力、威胁分析能力、太空监视能力。
3.受击反应措施：采用轨道机动和变轨技术暂时改变运行轨道。
采用平台自主控制技术，实现对平台的自主诊断和降效使用。
一、激光对光电探测器的杀伤主要有2种：一是软杀伤，是指激光辐照引起的光电材料或期间的功能性退化或暂时失效，软杀伤后期间仍有信号输出，但信噪比会大大降低；二是硬杀伤，即加热引起的熔融、汽化烧蚀以及热分解碳化和热应力损伤，硬杀伤是永久性破坏，被破坏器件无信号输出。
探测器各种性能的改变，实际上都可归因于激光辐照探测器时，造成探测器组成材料的性能改变或者金属电极、焊接部位的破坏。
卫星光电探测器是最易损、最需要保护的不见。
对其激光防护可分为波长防护型和光强防护型。
早在1989年，美国政府就对所有装备部队和正在研制的武器系统做出了必须具备抗激光防护能力的明确规定。
新型传感器和抗激光材料以及抗激光防护设计已应用与卫星和导弹及各种航空航天飞行器。
例如，非线性光电传感器、反饱和吸收/抗激光播磨，以及防激光的新型聚合物基复合材料、碳-碳复合材料、陶瓷基复合材料、抗激光涂层等。
波长防护型膜层（对某一波段具有高反射性，对其他波段具有高投射性）1）美陆军纳蒂克研究中心研制一种组合式层状结构防护镜，其利用多层介质膜对特定波长激光的反射系数衰减达到激光防护效果。
根据报道可防护532nm、694nm和1064nm三种激光，光密度为4，可见光透过率达73%，其主要缺点是玻璃箔易损。
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摘要VDMOS是功率电子系统的重要元器件，它为电子设备提供所需形式的电源和为电机设备提供驱动。
在辐照环境中使用的VDMOS器件的电学参数会在受到辐照后发生变化，影响到其在整体电路中的应用，因此对其辐照效应及抗辐照技术的研究具有重要的意义。
本文研究了功率VDMOS器件的总剂量辐照理论，借助数值仿真软件深入分析了总剂量辐照对功率VDMOS器件性能的影响，以及VDMOS器件的总剂量辐照加固理论和方法，重点分析了薄栅氧化层技术，后栅氧化层技术。
基于上述研究设计了一套薄栅氧化层技术结合后栅氧化层技术的功率VDMOS器件总剂量辐照加固的工艺流程，并采用该流程制造出了一种总剂量辐照加固的功率VDMOS器件。
关键词：功率VDMOS器件，总剂量辐射，后栅氧技术I / 65ABSTRACTVDMOSisanimportantcomponentofpowerelectronicsystems,whichprovideth enecessaryformsofpowersourceforelectronicdevicesandpower-driverelectri calequipment.InRadiationenvironment,theelectricalparametersofVDMOSdevi cesusedinthewillbechangedafterirradiation,whichaffecttheoverallcircuit ,SotheresearchoftheVDMOSradiationhardenedtechnologiesisveryimportant.ThetotaldoseradiationofpowerVDMOSdevicesareresearchedinthisthesis.AndI usenumericalsimulationsoftware-depthanalysisofthetotaldoseofirradiationontheperformanceofpowerVDMOSdevices,aswellasthetotaldoseofVDMOSdevicesreinforcementtheoryandmethodofirradiation,focusingonanalysisofthethingateoxidetechnology,afterthegateoxidetechnology.Basedontheaboveresearch,designasetofthingateoxidetechnologyafterthegateoxidetechnologypowerVDMOSdevicetotaldoseirradiationofthestrengtheningprocessandtheprocessusedtocreateatotaldoseofirradiationpowerVDMOSdevicesreinforcement.Keywords:powerVDMOSdevices,atotaldoseofradiation,“lateandthingate”technologyII / 65目录第1章引言 .......................................... 错误!未指定书签。
智能功率集成电路抗辐射加固设计研究
智能功率集成电路抗辐射加固设计研究半导体技术对航空航天事业起着极为重要的作用,应用在商业航天领域的电子设备及系统需要在空间辐射环境下有足够的可靠性和运行寿命,应具备足够的抗辐射能力。
智能功率集成电路在设备及系统中为各类芯片供电,可以被看作是所有集成电路的“心脏”,更是商业航天设备的关键。
随着我国商业航天产业的发展,对电子设备及系统抗辐射能力的要求越来越高,因此智能功率集成电路的抗辐射性能显得尤为重要,是航天设备在辐射环境中工作的基础。
国外对抗辐射加固技术的研究起步较早,目前对辐射效应机理和抗辐射加固技术的研究已经取得不错的进展。
国外已有若干公司能提供航天级抗辐射智能功率变换芯片及电源模块,可应用于航空航天领域。
国内对该领域关键技术的研究起步较晚,目前远远滞后于国外。
国内目前抗辐射分立器件、抗辐射工艺开发、数字电路抗单粒子加固技术等方面已经有所进展,但在标准BCD工艺下针对抗辐射智能功率集成电路加固技术的研究还较少。
因此在该领域的研究对商用航天产业具有重大意义。
本文在此背景下,基于标准BCD工艺,研究辐射效应对BJT、MOS、LDMOS等器件的影响,分析了辐射效应对预降压、基准、跨阻放大器等关键子电路的影响。
在标准BCD工艺下,从器件和电路两个层面,提出抗辐射加固措施并验证。
基于以上研究,设计了一款用于光电耦合器的抗辐射光电接收芯片和一款抗辐射Buck型DC-DC芯片。
具体研究内容及主要创新如下:1.研究BJT管和MOS 管的总剂量辐射效应产生机理,分析了双极晶体管的电流增益衰减和MOS晶体管的阈值电压漂移、漏电流增加等总剂量辐射效应对功率集成电路的影响。
为提高芯片抗总剂量辐射能力,采用环栅MOS管结构对器件进行加固,利用Sentaurus仿真平台,在0.18μm标准BCD工艺下,对环栅MOS管等效宽长比计算模型进行仿真验证。
为采用环栅MOS器件进行电路设计和仿真,在Cadence中建立环栅MOS器件单元库。
星载计算机抗辐射加固技术
２栅年第ｌ期航天控制星载计算机抗辐射加固技术华更新王国良郭树玲北京控制工程研究所，北京１０００８０、ｊ氐ｂ摘要为掌握星载计算机系统级抗辐射加固技术，针对星栽计算机的抗辐射薄弱环节．研究抗辐射加固措施，完成了３８６日三机变结构原理样机。
重点研究了抗单粒子效应多机客错技术和存储器校验技术，抗总剂量效应屏蔽材料和屏蔽工艺。
最后研究了实时多任务操作系统及其抗辐射问题。
主题词星载计算机辐射加固单粒子效应总荆量效应您ｌｄｉａ廿∞Ｈ盯ｄｅｎｉｌ培艮｝ｃｈＩＩｉｑＩｌ瞪ｆｏｒｏｎ－ｂ０龇曰Ｃ伽叩哪ｔｅ璐ＨｕａＧ朋鲥ｎｗ锄ｇＧｕｏｌｉ粕ｇＧｕｏｓ｝ｎｄｉｎｇＢｅ玎峨ｈ蛄眦ｅｏｆｃｏｎ廿ｄＥＩｌｇｉｎｅｅｄｌｌｇ，Ｂｅ玎峨１删Ａｈ嘲ｚｋｆ７ｂ括蠡似ｍ耐越幻，砌蹴ｒ旃ｅ可咖ｍ如耐ｍｄ珏ｉＤｎ＾ｃＢ砘面１９蛔知矗砷螂一０Ｂｃ．Ｆ０ｒ妇１ｔ砌抽ｅ站ｏ，加兀．础｜ｆｏｎ＾ｄ，＿如ｎ打ｗ０Ｂｃ，伽ｋ糖删ｍＰ丘ｓｋｄ‘ｋ３８６麟ｐｍ∞印删如廊ｋｍ础加砌俐“叮㈣№．耽血㈣毗眦溉∞删ｄ—ｍｏｃｈ‘ｆ凹陀出ｍ如７呵口，“ｅ珊ｒ出。
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，耐蛇胁憎ＲＨ据商７“ｇ钾Ⅱ胛ｓｆ陇２涮．Ｓｕ蚰ｅｃｔｔｅｒ璐Ｏｎ－胁坷㈣掣妇ｒ（０Ｂｃ）删沁ｉｏｎ妇坷Ｂｒ嘶（ＲＨ）＆，北眦眦畔￡（ＳＥＵ）％ｄ；Ｍ掘ｎｇ如∞１引言星载计算机是卫星上的核心部件．主要用于卫星控制、星务管理、敏感器数据预处理等。
星载计算机有两种技术实现途径：一是采用高等级的抗辐射芯片来制造星载计算机，这种途径的优点是不用担心辐射问题，且不用采取冗余抗辐射措施；面临的问题是抗辐射芯片价格昂贵，批量小，制造周期长，采购困难，可选择的面也很窄。
二是选用合适的非加固器件来制造星载计算机，这种途径的优点是价格便宜，芯片采购容易，来源广泛；面｛Ｉ缶的问题是必须采取各种抗辐射措施来克服非加固器件抗辐射能力弱的缺点。
航天器件抗辐射器件加固工艺流程
航天器件抗辐射器件加固工艺流程（中英文版）英文文档：Title: Process Flow for Radiation Hardening of Aerospace DevicesThe process flow for radiation hardening of aerospace devices is crucial to ensure the reliability and functionality of electronic components in space environments.The main objective is to enhance the tolerance of these devices against the harmful effects of radiation, such as ionizing radiation and high-energy particles.The process flow typically involves the following steps:1.Selection of appropriate devices: The first step is to select electronic devices that are designed to withstand the radiation levels expected in the space environment.This may involve using devices made from materials that have high resistance to radiation, such as silicon on insulator (SOI) technology.2.Radiation environment analysis: It is essential to understand the specific radiation environment in which the aerospace device will be operating.This includes assessing the types and levels of radiation that the device will be exposed to, such as electrons, protons, and gamma rays.3.Design and layout: The next step is to design and layout the electronic circuitry in a way that minimizes the impact of radiation on the device.This may involve using shielding techniques, such as metalenclosures or magnetic fields, to protect the devices from radiation.4.Radiation testing: Once the design is complete, the next step is to test the device for its resistance to radiation.This typically involves subjecting the device to high levels of radiation in a controlled environment and assessing its performance and functionality.5.加固工艺流程: If the device fails the radiation testing, it may be necessary to apply radiation hardening techniques, such as adding additional layers of insulating material or using more robust materials in the construction of the device.6.Verification and validation: After the radiation hardening process is complete, the device should be thoroughly tested and validated to ensure that it meets the required specifications and operates reliably in the space environment.7.Continuous monitoring: Once the aerospace device is in operation, it is important to continuously monitor its performance and detect any signs of radiation-induced degradation.This may involve using diagnostic tools and techniques, such as electrical measurements and thermal analysis.中文文档：标题：航天器件抗辐射加固工艺流程航天器件抗辐射加固工艺流程对于确保电子组件在太空环境中的可靠性和功能性至关重要。
卫星抗辐射加固技术
文章编号:1006-1630(2001)02-0056-05卫星抗辐射加固技术宋明龙, 朱海元, 章生平(上海航天技术研究院509所,上海 200240) 摘 要:分析了F Y 21C 卫星运行轨道空间辐射环境,介绍了整星、单机、器件抗辐射要求。
卫星研制过程中,对各单机和系统在技术设计、元器件选择、软件编制等的抗辐射加固设计要求。
特别对有CPU 和存储器的单粒子翻转效应(SEU )和闩锁效应(SEL )试验。
仪器和系统的软件均用故障注入的方法完成了抗SEU 的仿真试验。
关键词:太阳同步卫星;空间辐射;抗辐射加固;仿真试验中图分类号:V520.6 文献标识码:AR adiation 2R esistance and R einforce T echnology of S atelliteSON G Ming 2long , ZHU Hai 2yuan , ZHAN G Sheng 2ping(No.509Institute of SAST ,Shanghai 200240,China )Abstract :Putting forward the needs of radiation 2resistance and reinforce of the whole F Y 21C satellite ,stand 2alones and units ,analyzing space radiation environment of the satellite.In the design and manufacture ,we raise clearly the requirements of radiation 2resistance and reinforce about the stand 2alones and system ’s technology design ,unit selection and software programming.Especially SEU and SEL tests are done for the stand 2alones with CPU or memory SEU 2resisting simulation test is also done for the software of the instruments and s ystem by failure 2injecting method.K eyw ords :Sun synchronous satellite ;S pace radiation ;Radiation 2resistance and reinforce ;Simulation test 收稿日期:2000-09-29;修回日期:2001-01-05 作者简介:宋明龙(1940-),男,研究员,上海市宇航学会会员,研究领域:卫星总体。
某卫星载荷抗空间辐射环境设计
中 国电子科技 集 团公 司第二十 七研 究所 ， 州 郑 ４ ０ １ ５０５
摘
要： 着重介 绍了轨道 高度 ６ ０ｋ ０ ｍ左右的太阳同步轨道卫 星及其载荷 的空间辐射环境情 况 ， 阐述 了卫
星载荷抗空间辐射环境设计（ 防护设计 ） 的措施及实施办法 ， 并结合工程实践 ， 对某卫星载荷提 出了抗空 间
成失效 。因此 ， 卫星载荷的抗辐射加 固设计就成
为保 障设 备 可靠 、 长寿 命运 行 的一项关 键技术 。
表 Ｉ 主要指标 的一般要求
卫 星 蒙 皮 机 壳 单
项目
星 外 材 料 单 机 壳 内 材 阳电池片 内 体 太
和元器件 体 外 材 料 和 元 料 和元器件 器件
子氧相比， 虽然机理不 同， 但最 终的主要结果都
是 导致星 体表 面材料 的剥 蚀 ， 得 其 热学 和光 学 使
５． ０ 总 剂 量 效 应 ６× １ ６
Ｉ×１ ５ ０
Ｉ × １ ４ × １“ ｅ ０ ０ ／
性能、 导电性能等变差。因此 ， 效应可结合原 其
子 氧一起 考虑 。
ｒｄ Ｓ） ａ（ｉ
★ ★
（ ） ★★★
单粒子翻转 位翻转 率≤１ ＿ 次／ 天或器 件翻转 率 ≤３× ０ ７ 位／
对卫星的主要影响是容易激发单粒子效应。 般情况下， 低轨道卫星表面不易产生很高 的静电。但如果卫星经过极区的话 ， 就会经常遭
一
遇到来 自 外太空的、 沿磁力线注入到低轨道的沉 降粒子 ， 而且沉降粒子常常伴随着地磁扰动产生 的电离层“ 空穴 ” 而发生 。这就形成了使卫星表 面充电到高电位的条件 ， 使得极区成为低轨道卫
卫星载荷工作在距地球约 ６０ｋ 的高空 ， ０ ｍ 构成 复杂， 需要采取相应的保护措施和抗辐射加固措 施， 否则系统将很难正常工作 。本文主要结合此 项 目中卫星载荷 的具体情况进行相关 的抗空间 辐射环境加固设计 。
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文章编号 :1006-1630(2001 02-0056-05卫星抗辐射加固技术宋明龙 , 朱海元 , 章生平(上海航天技术研究院 509所 , 上海 200240摘要 :分析了 F Y 21C 卫星运行轨道空间辐射环境 , 介绍了整星、单机、器件抗辐射要求。
卫星研制过程中 , 对各单机和系统在技术设计、元器件选择、软件编制等的抗辐射加固设计要求。
特别对有 CPU 和存储器的单粒子翻转效应 (SEU 和闩锁效应 (SEL 试验。
仪器和系统的软件均用故障注入的方法完成了抗 SEU 的仿真试验。
关键词 :太阳同步卫星 ; 空间辐射 ; 抗辐射加固 ; 仿真试验中图分类号 :V520.6文献标识码 :AR adiation 2R esistance and R of S SON G Ming 2 2, G Sheng 2pingShanghai 200240, Chinathe needs of radiation 2resistance and reinforce of the whole F Y 21C satellite , stand 2alones analyzing space radiation environment of the satellite. In the design and manufacture , we raise clearly the requirements of radiation 2resistance and reinforce about the stand 2alones and system ’ s technology design , unit selection and software programming. Especially SEU and SEL tests are done for the stand 2alones with CPU or memory SEU 2resisting simulation test is also done for the software of the instruments and s ystem by failure 2injecting method.K eyw ords :Sunsynchronous satellite ; S pace radiation ; Radiation 2resistance and reinforce ; Simulation test收稿日期 :2000-09-29; 修回日期 :2001-01-05作者简介 :宋明龙 (1940- , 男 , 研究员 , 上海市宇航学会会员 , 研究领域 :卫星总体。
0引言太阳同步卫星轨道在地球内、外辐射带内 , 要受粒子的辐射 , 如果预防措施不够有力 , 抗辐射加固设计不全面 , 那么当遇到空间粒子活动剧烈时 , 卫星电子器件将受到损害 , 不能完成预定的工作任务。
研究卫星运行空间环境中各种粒子的种类、分布情况、能量及强度等因数 , 对星上选用元器件提出抗辐要求、硬件和软件的抗辐加固设计、系统的地面 SEU 仿真试验以及故障对策等抗辐加固技术 , 是研制长寿命卫星的关键。
1空间粒子辐射环境分析F Y 21C 所处空间的粒子辐射环境如下 :a. 地球辐射带粒子地球辐射带分为内、外两带。
内辐射带的空间范围在赤道平面约 (600~10000 km 高度内 ; 外辐射带的空间范围延伸到赤道平面约 (10000~60000 km 高度。
F Y 21C 卫星的轨道高度为 870km , 属于内辐射带范围。
内辐射带粒子由地球磁场俘获 , 粒子主要有质子、电子组成。
电子能量大于0. 5MeV , 最大积分通量大于 108/(cm 2・ s ; 质子能量为 (0. 4~50 MeV , 最大积分通量大于 106/(cm 2・ s 。
F Y 21C 气象卫星飞越大西洋负磁区 (西经65上海航天 AEROSPACE SHAN GHAI2001年第 2期40°上空时 , 将可能经受重粒子的轰击。
b. 太阳宇宙线当太阳耀斑发生时 , 伴随有大量高能带电粒子的发射 , 此即太阳质子事件。
发出的高能带电粒子称作太阳宇宙线。
太阳宇宙线主要是质子和粒子 , 能量一般为(10~1000 MeV 。
太阳质子事件突发的高能粒子 , 能使星上大规模集成电路的计算机产生致命故障。
c. 银河宇宙线来自银河系各个方向的高能带电粒子 , 绝大多数是质子和α粒子 , 还有少量高能粒子 , 此即银河宇宙线。
银河宇宙线的能量大 , 但通量小。
上述三种空间粒子辐射环境 , 前两种对卫星有较大危害。
地球辐射带粒子对 CMOS 器件的辐射累积损伤是主要的 ; 而太阳质子耀斑辐射出的高能粒子 , 对计算机 CPU 、 RAM 及 PROM 等器件将产生单粒子翻转效应 (SEU 和闩锁效应 (SEL ,或永久性损伤。
2a. 轨道高度 870km , 倾角 98. 8°, 工作寿命 >2a 。
b. 星体表面材料和器件总剂量 :5.7×104 Gy ; 太阳电池电子辐照总剂量 :3×1014电子数 / cm 2・ a 。
c. 星内材料与器件总剂量 :>50~1×103 Gy ;3mm 铝屏蔽单机内 :材料与器件最低能承受 60Gy 。
d. 抗空间静电充放要求(a 等电位要求卫星外壳任何两点 (不包括绝缘部件之间的阻抗≤ 10m Ω。
(b 单机通过辐射干扰检测在距离 0. 3m 处能抗 10000V 放电产生的电磁脉冲干扰。
e. 抗单粒子翻转和单粒子闩锁要求(a 单粒子翻转≯ 10-5~10-7(次 /位・天 (对星载计算机和存储器。
(b 单粒子闩锁电路设计抗闩锁措施 , 若闩锁 16h 内应对本机无损伤 , 并对卫星其他系统功能无影响。
3抗辐加固规定和试验指标a. 进行元器件试验。
集成电路抗总剂量指标是 :摸底指标 1×103~5×104Gy ; 功能考核指标 5×102Gy 。
b. 明确需做抗辐加固验证试验的单机有星载计算机、 DCDS 终端设备、扫描辐射计线路箱、固态存储器、遥控接收机。
c. 星载设备的软件必须采取容差设计和相应的故障隔离及对策 , 系统软件进行 SEU 仿真试验。
4对于同时具备如下条件者 ,固试验 :( 外延结工艺 ; 1×103Gy ;c 单粒子翻转小于 10-8次 /位・天 ;(d 无闩锁效应或闩锁阈值很高。
b. 单机(a 所用元器件抗总剂量达到 1×102Gy 以上 ;(b 机壳外屏蔽厚度≮ 3mm (铝。
5抗辐射加固设计5. 1电子元器件的选择和考核F Y 21C 星在设计阶段要求各单机研制单位对关键性器件选用 SOS 器件 , 一般器件选用 CMOS 外延工艺器件。
元器件的选用 , 在技术上采取以下准则和措施 :a. 选择满足抗总剂量、抗 SEU 、 SEL 指标的元器件。
b. 核心器件选用 HCS 器件 , 接口级、切换级和电源等选用按有关标准制造的产品。
c. 电阻、电容、三极管、二极管、继电器等选用国产可免做抗辐射验证试验的产品。
d. 微处理器及其外围设备用的器件选用抗辐射加固产品。
752001年第 2期宋明龙 , 等 :卫星抗辐射加固技术e. 大规模或超大规模集成电路需有厂方抗辐射能力的质保书 , 认证单位在厂方生产的批量产品中随机抽取 1~2只作抗辐射验证试验。
试验品在无屏蔽状态下做辐照 , 只作功能测试。
f. 元器件若无厂方抗辐射能力质保书 , 则从每种元器件中随机抽取 2~3只进行功能正常、功能偏差、功能失效的总剂量辐照验收试验 , 试验指标为 1×103Gy 。
g. 电子器件的重离子、高能质子的单粒子辐照试验采用 Cf 252锎源在器件开盖条件下进行 SEU 、 SEL 试验。
h. 对暴露在星外的有机材料 , 采用高抗辐射塑料和涂料。
5. 2电子线路的抗辐射加固设计电子线路应进行抗辐射加固设计 , 以便在辐射环境下 , 也能够继续保持电路的功能和性能电路抗辐射加固的硬件措施如下 :a.应保证辐射、。
在条件许可情况下 , 。
b. 选用合适的屏蔽方式和屏蔽材料。
c. 对个别抗辐射裕度不是很高的电子器件 , 采用加盖 0. 5mm 厚度的铅皮作加强屏蔽。
d. 采取冗余设计 , 增加安全系数 , 对运算电路、控制电路和中断电路内部存储器采用三冗余方式 , 防止发生软错误。
e. 冗余设计中应用故障隔离技术。
f. 为防止因闩锁时过电流损坏 CMOS 器件 , 电路设计时设置限流范围。
5. 3单机抗辐射加固设计5. 3. 1无 CPU 控制单机a. 合理选取机壳屏蔽厚度。
根据 F Y 21C 卫星 2a 工作寿命要求 , 星内仪器的机壳均采用厚度≮ 3mm 的铝板构成 , 确保产品在 2a 辐射累计剂量条件下不造成性能超差或功能失效。
b. 采用冗余设计。
除采用冷热备份措施外 , 当元器件发生永久性故障时 , 或由机内预设置指令 , 切换到备份单元工作 , 或由地面遥控指令 , 切换到需要的工作模式。
c. 合理设计单机内闩锁电流范围。
当发生闩锁后能在 16h 内不会损坏仪器 , 经关机后恢复工作时不造成性能超差或功能失效。
d. 各单机的输入、输出电路端口均采用可靠有效的故障隔离措施 , 保证一台单机的故障不影响相邻单机的正常工作。
5. 3. 2有 CPU 控制单机卫星抗辐射措施中 , 总剂量和闩锁现象一般通过对硬件采取措施来解决 , 而SEU 造成的软错误还需通过硬件和软件多种方法来解决。
因此 , 除采用无 CPU 控制单机的抗辐射加固设计外 , 还需采取如下措施 :a. , 并能确定为“ /故障启动提供c. 硬件要具有自诊断功能和非法地址检验功能、非法指令检验功能。
d. 星载计算机选用具有故障诊断、故障隔离、高抗辐射性能的 CPU , 硬件时钟与软件时钟互为备份的计时配置 , 以增强软件抗辐射能力 ; 存储器具有“ 纠一检二” 的功能 , 在一定程度上 , 对 SEU 事件进行自动纠正。
e. 除星载计算机外 , 其他用 CPU 控制的单机 ,CPU 、存储器等重要器件均选用符合有关标准的产品。
5. 4星载计算机的抗辐射加固设计星载计算机按总体抗辐射加固要求进行硬件设计。
重要器件选用 SOS 器件 , 一般器件选用 CMOS 外延工艺器件 ; 对不能保证无闩锁的器件 , 在电路设计中均用限流电阻来阻断闩锁的发生 , 或防止因闩锁时过电流而损伤器件。
星载计算机设计成既具有双热机冗余 , 又能冷热备份冗余的能独立工作的双机系统。