SOI高压LDMOS器件氧化层抗总电离剂量辐射效应研究

绝缘体上硅(SOI)高压横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件是高压集成电路的核心器件,对其进行了总电离剂量(TID)辐射效应研究。利用仿真软件研究了器件栅氧化层、场氧化层和埋氧化层辐射陷阱电荷对电场和载流子分布的调制作用,栅氧化层辐射陷阱电荷主要作用于器件沟道区,而场氧化层和埋氧化层辐射陷阱电荷则主要作用于器件漂移区;辐射陷阱电荷在器件内部感生出的镜像电荷改变了器件原有的电场和载流子分布,从而导致器件阈值电压、击穿电压和导通电阻等参数的退化。对80 V SOI高压LDMOS器件进行了总电离剂量辐射实验,结果表明在ON态和OFF态下随着辐射剂量的增加器件性能逐步衰退,当累积辐射剂量为200 krad(Si)时,器件的击穿电压大于80 V,阈值电压漂移为0.3 V,器件抗总电离剂量辐射能力大于200 krad(Si)。

物联网和区块链技术赋能计量数字化转型

针对航天领域计量测试的质量管理问题,适应计量数字化转型的发展方向,提出了一种以物联网和区块链为支撑的计量管理系统。该系统可以提高测试效率和确保数据安全性,关注超范围量值传递和客户数据隐私问题。通过综合应用物联网技术和区块链技术,系统实现了实时数据采集、设备互联与远程监测,同时确保了数据的不可篡改性和隐私保护。引入了智能合约,实现测试流程自动化,并结合智能异常检测算法和设备监控系统,有效解决了计量过程中的超范围量值传递问题。物联网和区块链技术赋能的计量管理系统能够实时捕捉并处理异常数值,通过区块链的隐私保护机制,防范客户数据泄露的潜在风险。该方案为航天领域的质量管理提供了高效、安全和自动化的可行途径,为提升计量测试的竞争力和客户信任度创造了实际应用价值。

管壁温度对氟化镁窗氘灯光稳定度的影响研究

氟化镁窗氘灯能提供115~400 nm的真空紫外和紫外波段的辐射,具有辐亮度高、光谱宽、尺寸小等优势,在真空紫外标准光源、有害气体检测、半导体检测等领域有重要应用。管壁温度是影响国产氟化镁窗氘灯紫外光稳定度的重要因素。本文定量分析了工作温度对光稳定度的影响,实验证实氘灯光输出稳定度最优的工作温度范围为118℃~130℃。设计了一种内外双层的流体散热灯具,通过气冷和水冷两种散热方式均能实现氘灯在最佳管壁温度区间内工作,优化后氘灯的紫外辐照度稳定度<0.37%。

不同封装继电器在低气压下的介质耐压特性研究

继电器作为重要的开关控制器件,其应用场景极其广泛,其中低气压环境是其重要应用场景之一。气压的下降会影响继电器的介质耐压特性,特别是在高电压应用条件下。研究了不同封装继电器在高电压下的极限应用低气压值,以及在5 kPa下贮存110 h对介质耐压特性的影响,为继电器在低气压的应用和选型提供了指导。结果显示,小电压下金属密封继电器的介质耐压特性与塑封继电器相近,当电压增大到一定程度后,塑封继电器的介质耐压特性优于金属密封继电器;长时间低压贮存后器件的介质耐压会出现退化,金属封装继电器的介质耐压比塑封继电器的介质耐压退化得更快;低气压试验过程存在器件的介质击穿和空气击穿这2个击穿路径。

基于应用验证平台的串行NORFLASH功能测试

应用验证工作是根据应用需求对器件的功能性能、技术参数、应用环境进行研究,给出相应的综合评价。应用验证工作的开展,依托于应用验证平台的辅助支持,本文中根据串行NOR FLASH存储器的特点,在应用验证平台上采用叠加多存储器算法的方式对一款应用广泛的串行NOR FLASH (25QH128M)进行功能测试。文中介绍了写数据0、写数据1、写棋盘格、写反棋盘格、写行进代码的存储器算法,并同时介绍了在应用验证平台下配置工程文件、编译测试算法以及调试测试程序,最后对未来元器件的应用验证工作提出了展望。

护热板法测量高温下材料导热系数的研究

中国计量科学研究院(NIM)新研制了单样品高温防护热板法装置,设计工作温度范围从室温至500℃、导热系数测量范围0.02~0.5 W/(m·K)。通过新的温度控制技术,有效抑制了系统热惯性引起的热振荡,在长达2 h的热平衡期内,各部件的温度波动可控制在0.005℃以内;采取上防护板温度补偿,抑制了上防护板的漏热。新装置测量导热系数的不确定度为1.2%(k=2)。在平均温度30~70℃范围,与美国国家标准技术研究院的导热系数标准参考物质NIST SRM 1450d标准值相对偏差为0.2%~1.9%。测量了有机玻璃的导热系数,与PTB测量值的相对偏差为-0.8%~-1.5%。在40~400℃温度范围,测量了高温岩棉的导热系数,测量不确定度为4.7%(k=2)。

光纤法珀差压式流量传感器设计与实验研究

基于流体流动的节流原理,以孔板作为节流装置,2支光纤法珀压力传感器作为差压信号测量装置,研制了1种高精度光纤流量传感器。通过孔板两端压力传感器的压力差来测量流量,在质量流量测量范围0~100 g/s内,得到关于流量和压差开方的线性方程,其线性拟合准确度达到0.99995。研制的光纤流量传感器具有耐高温、抗电磁干扰、体积尺寸小巧、传感器端无源、测量精度高等优点。

高稳频微弱激光量子源测量标定技术研究

激光雷达探测系统需求稳定的单光子源作为定标光源,通过输出波长及功率可量化溯源的微弱光量子信号,对探测系统的探测不确定度进行分析,并对接收与探测系统性能进行评估。针对这一需求设计并研制一种输出激光波长稳定、输出平均光子数从10^(11) s^(-1)量级至10~3 s^(-1)量级的可调谐高稳频微弱激光量子源,并开展了相关测量标定工作。输出的微弱信号光波长稳定在532.269 nm处,功率覆盖79.3 nW至0.34 fW,平均光子数覆盖10^(11) s^(-1)量级至10~3 s^(-1)量级,在10~5 s^(-1)量级的稳定度优于0.6%,能够满足激光雷达系统探测不确定度分析与性能评估等方面的应用需求。

浮动元件壁面剪切应力传感器研究进展

介绍了浮动元件的类型和浮动元件壁面剪切应力测量的方法,阐述了基于浮动元件的电容式、压阻式和光学式壁面剪切应力传感器的基本原理和研究现状,分析了上述3种类型的浮动元件壁面剪切应力传感器的优缺点,指出可通过优化浮动元件与传感器封装件之间的移动间隙以及浮动元件与被测面间的平齐度来提升浮动元件壁面剪切应力传感器的性能。展望了浮动元件壁面剪切应力传感器在湍流测量、判断边界层转捩、维护飞行器安全和优化飞行器结构等领域的发展方向,提出未来可通过发展MEMS技术、优化传感器后端处理电路和温度补偿方式、采用一体化设计加工方式等,进一步提升浮动元件壁面剪切应力传感器的小型化程度、检测壁面剪切应力极低值时的灵敏度和精度、测量的可靠性和准确性。

提升元器件结构分析项目实施效率和质量的方法研究

随着国产元器件在航天、军事领域的加快应用,如何高效高质量地验证国产元器件可靠性的重要性尤显突出。结构分析是一种可用于评估制造商和确定元器件内部是否存在潜在失效机制的可靠性分析方法,作为验证器件可靠性的重要技术,近年来其逐渐在航天、军事工程中得以应用。结构分析作为新项目开展时,项目实施的效率和质量成为关注点。高效高质量地开展结构分析是项目成功开展的关键点。为了提升元器件结构分析项目实施效率和质量,从优化结构分析实施流程和如何获取结构分析判据等角度开展了研究。

金属陶瓷密封型光电耦合器结构分析研究

金属陶瓷密封型光电耦合器是航天产品广泛使用的元器件。针对其质量评价,现有的标准主要集中于电路和器件工艺。但是,只依据国军标通过鉴定和质量一致性等可靠性试验无法全面有效地保证其应用可靠性。结构分析通过分析元器件的结构、材料、设计工艺等,对其是否满足评价要求及相关应用要求能力做出早期判断,是元器件高可靠应用质量保证的重要手段之一。对航天用金属陶瓷密封型光电耦合器的结构分析方法进行了研究,并给出了其结构单元分解、结构要素识别和结构判别评价方法,为类似结构、工艺器件的结构分析提供了一定的参考。

C8051F系列混合信号MCU测试方法与实现

阐述C8051F系列MCU测试程序的设计方法,包括测试程序和软硬件方案、通信协议制定规则、配置程序编写方法,基于EVA-100实现C8051F330测试程序,在此基础上进行扩展,探讨整个系列MCU测试程序的扩展方案。

一种新型DC/DC电源模块的Kelvin测试工装设计

阐述对于大功率、大输出电流类型电源模块的测试工装设计,探讨电源模块的测试原理、传统电源模块与大功率、大输出电流的电源模块差异,以及测试中的问题。此工装设计在实践中得到成功应用。利用该设计实现大功率、大输出电流的电源模块高效测试。

100 V SOI厚栅氧LDMOS器件设计与优化

基于高压模拟开关需求,对100 V绝缘体上硅(SOI)厚栅氧横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件开展研究。利用仿真软件,研究了该LDMOS器件的结构参数,包括漂移区长度、漂移区掺杂剂量、多晶硅栅场板长度对LDMOS器件击穿电压的影响。采用沟道离子补偿注入的方法,通过控制沟道区调整沟道区硼离子注入剂量,调节器件的阈值电压,同时通过优化N阱区(N-well)注入窗口长度改善器件的饱和电流。

高速旋转机械径向振动检测系统关键技术研究

大型高速旋转机械是电力、能源、化工、航空和船舶等行业的关键设备,其稳定运行是安全、高效生产的决定性因素。为了监控或检测这类机械的运行参数,确定其整体或局部的性能是否正常,设计了用于高速旋转机械径向振动检测的反射式光强调制型非接触式光纤传感系统,对检测系统的工作原理做了详细介绍。对半导体激光器恒稳控制系统和激光光纤耦合系统进行了研究,并给出了相应的系统设计。设计了新型的光纤测头,提出了相应的补偿方案,并对其输出特性进行了详细的分析。研究结果表明,该测试系统能有效地消除因光源光强波动、光纤弯曲损耗、表面反射率等因素对输出特性的影响,可以在电磁干扰严重和高温等恶劣环境下实现对高速旋转机械径向振动的检测。

用于远距离高温目标辐射探测的光谱系统设计

针对远距离高温目标多光谱辐射测温的需求,设计了一款多通道光谱探测系统。系统前端采用同轴两反卡塞格林式结构收集目标光谱辐射,后端包括用于目标定位的长波红外成像瞄准系统和分别工作在380~1050nm、980~2550nm双波段光谱系统。光谱系统采用Czerny Turner结构,在380~1050nm波段分辨率优于5nm,980~2550nm波段分辨率优于15nm,光谱通道数量大于220个。400m目标外场实验和700~2300℃高温黑体温度实验表明,多通道光谱探测系统能够进行远距离目标的瞄准和光谱探测。本文设计的多通道光谱探测系统有望用于地面、航空及航天等远距离的温度探测。

临近空间飞行高温真空光纤绝压传感器设计

研制了一种用于临近空间飞行器在高温环境下的蓝宝石非本征法布里-珀罗干涉仪(extrinsic Fabry-Perot interferometer,EFPI)型光纤绝对压力传感器。蓝宝石晶片压力传感头由3片厚度不同的蓝宝石晶片键合构成,形成复合法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)腔,可以同时测量温度和绝对压力,通过实时监测温度,对压力测量进行温度补偿,去除温度对压力测量的影响。实验结果表明:900℃内的每个温度点下,密封FP腔的光学腔长随压力线性变化;室温下,压力灵敏度为11.6 nm/kPa,压力灵敏度随温度的上升略微升高,压力测量的分辨率达到86 Pa。

基于双调制的反伪装目标探测系统研究

为了实现对被伪装网覆盖的被测目标进行有效探测,提高目标识别系统的反伪装能力,设计了基于电光和磁光双调制的目标识别系统。系统由起偏器、电光调制电路、磁光调制电路、检偏器、光电探测器等组成。推导了基于电光调制与磁光调制组合形成的调制函数,并在矢量分析的基础上,计算了电光调制参数δ与磁光调制参数θ对回波光强函数的影响。实验以边长1m的正方形钢板为测试目标,与两种常用伪装网配合在不同背景环境中进行反伪装目标探测。对不同偏振角条件下的回波光强响应电压进行了测试与分析。结果显示,目标与伪装网均存在明显的响应峰值,但由于目标位置及角度不同峰峰值位置有所不同,而背景不存在较强的响应值。故在整个磁光调制周期内,可以获得响应电压极值信号,从而识别伪装目标。对不同波长条件下的回波光强响应电压进行测试可知,光源波长的改变对回波峰峰值与背景噪声具有一定的影响,从而可以通过适当的调节光源波长实现提高目标图像信噪比的目的。总之,该系统在目标有伪装网覆盖的条件下仍能较好地区分目标及背景,具有很好地反伪能力。

基于模糊算法的汽车电池组系统降温控制

分析了锂离子电池的发热和传热机理,构建了动力电池组温度数学模型;选用的电池为A123-26650 LiFePO4电池,通过预处理过程建立了动力电池组中的任意一行中8个电池单体温度模型,并网格划分化;将预处理过程中建立数学模型导入到ANSYS软件;利用ANSYS对实际条件下电池发热进行仿真,并与Zuskausks实验相关方程进行比较,验证文中所建立的动力电池CFD模型可靠性;在恒定冷却液流速条件下,通过比较电池温度数学模型电池温度和CFD模型电池温度,验证了动力电池数学温度模型可作为控制器作用的仿真对象;设计自适应模糊PID控制器,通过Matlab/Simulink仿真试验验证该控制器能够很好控制电池温度至期望值,具有一定实际应用价值。

动态高温温场测量装置研究

在航天用试验件进行风洞加热热试验时,试验件表面特定区域的温度可达1 700℃甚至更高,对这种动态变化的区域温度场测量难度较高,一般只能使用成本昂贵的测温型红外热像仪实现,且对恶劣环境适应性不高。采用比色温度测量模型,选用近红外波段900 nm附近两个波长作为测量波长,采用高动态响应CCD成像器件作为信号采集设备,保证了两个测量通道采集图像在空间上的对应,实现了测量区域内温度分布的测量,测量帧频最高可达40 Hz,测量准确度小于6%。