行业观察

原标题：行业观察 | 空间环境抗辐射要求的微电子器件典型选用原则，抗辐射能力与在轨运行时间息息相关

编者按：技术游侠有着10年以上元器件质量可靠性检测与评价经验和丰富的伪冒电子元器件质检经历，将在上述领域为我们提供学术指导。欢迎厉害的你也加入我们吧。

空间环境通常会受到真空、失重及辐射三个方面的影响，其中空间辐射环境主要有地球辐射带的各种带电粒子、太阳射线、宇宙射线等。飞行器在轨期间会与空间环境中的带电粒子相互作用，而产生总剂量（TID）效应、单粒子效应（SEE）等各种效应。

大多数微电子器件均是辐射敏感器件，复杂的空间环境会对这类辐射敏感器件产生不同程度的损伤，严重时会直接导致器件失效。而不同轨道的电离辐射剂量率范围通常在 0.0001～ 0.01rad(Si)/s之间，虽然辐射总剂量率很低，但当剂量累积到一定值时将会引起元器件的性能发生变化。

飞行器的有效寿命取决于飞行器运行的轨道参数，因此在飞行器的内部大多数会受到总剂量 102～ 104 Gy(Si)的电离辐射。

飞行器在轨运行时间一般可分为长期、中期、短期三类，通常情况下各类器件的抗总剂量辐射能力如表 1所示。

表 1 微电子器件典型抗总剂量辐射能力

单粒子效应（ SEE）是空间电子系统必须解决的另一个空间辐射问题。已在相同轨道的飞行器上或超过本型号相同工作寿命以上在轨成功应用的元器件，在采取相同设计状态的前提下，可直接选用。

对于单粒子引起的翻转，敏感度由低到高的顺序可以排列为 CMOS/SOI， CMOS/SOS，体硅 CMOS， NMOS， I2L， TTL。

CMOS器件应考虑抗单粒子锁定 (SEL)要求，数字逻辑器件（如 CPU、 DSP、 SRAM、 FPGA等）不仅需要考虑抗单粒子翻转 (SEU)要求，还需要考虑抗单粒子锁定 (SEL)要求。

抗单粒子锁定的 LET阈值大于 75MeV·cm 2 /mg 的元器件可直接选用，低于 37 MeV·cm 2 /mg 的元器件，原则上不允许选用。但由于客观条件限制而必须使用，则需要对该元器件选用的必要性及系统抗辐射设计的有效性进行充分论证，经风险评估后方可使用。

当抗 SEL的 LET阈值处于 37MeV·cm 2 /mg~75MeV·cm 2 /mg 之间的元器件，需要对系统的防护设计及防护效果进行充分论证，评估通过后方可使用。

抗单粒子翻转（ SEU）要求的 LET阈值大于 15MeV·cm 2 /mg 的元器件可直接选用，阈值小于 15MeV·cm 2 /mg ，或没有 LET阈值数据的元器件，则需要对系统的防护设计及防护效果进行充分论证，评估通过后方可使用。

对于功率 MOS器件，应考虑抗单粒子烧毁（ SEB）、单粒子栅穿（ SEGR）的要求，通常情 况下应进行单粒子效应试验以获得器件的工作安全电压，并且工作电压应降额至安全电压的 75%情况下应用。

诚邀加入

为了向行业提供更全面的军用电子元器件信息内容服务，我们诚挚邀请有志之士和元器件相关各领域技术专家加入我们，以兼职方式参与信息编译和深度研究等工作，以及给予技术指导，共同为产业发展尽一份绵薄之力。联系方式：[email protected] 。返回搜狐，查看更多

责任编辑：