典型模拟电路低剂量率辐照损伤增强效应的研究与评估

采用变剂量率和变温两种辐照方法,对4款典型模拟电路的低剂量率辐照损伤特性及变化规律进行了研究与评估,分析了两种辐照方法下其辐照敏感参数的变化,比较了不同辐照方式下器件的退化程度,讨论了这两种实验室加速评估低剂量率辐照损伤方法的机理.结果显示,变剂量率辐照可以较快地预测实际低剂量率下的辐照损伤趋势,且在较低的总剂量下能够给出不太保守的估计,但其预测的总剂量受到器件退化速度的影响;变温辐照加速评估方法能够保守地估计其低剂量率下的辐照损伤,其评估范围不仅可达1000 Gy(Si),且可将评估时间缩短为12 h左右.研究结果表明,双极电路的低剂量率辐照损伤增强效应与感生的界面态密度和氢化的氧空位缺陷有关,辐照时剂量率和温度的改变会促进界面态的生长,抑制界面态的钝化作用,从而激发器件的辐照损伤潜能.

偏置条件对NPN型锗硅异质结双极晶体管电离辐射效应的影响

本文研究了不同偏置条件下国产商用NPN型锗硅异质结双极晶体管(Silicon germanium hetero-junction bipolar transistors,SiGe HBTs)在60Coγ辐射环境中电离辐照响应特性和变化规律。实验结果表明,在0.8 Gy(Si)·s-1剂量率辐照下,总累积剂量达到1.1×104 Gy(Si)时,发射结反向偏置条件下60Coγ射线辐照对SiGe HBTs造成的损伤最大,零偏次之,正偏损伤最小;经过一定时间的退火后,零偏恢复程度最小,而正偏和反偏时的恢复趋势以及程度相同。分析了不同偏置状态下其电离辐照敏感参数随累积总剂量以及退火时间的变化关系,讨论了引起电参数失效的潜在机理。

锗硅异质结双极晶体管空间辐射效应研究进展

异质结带隙渐变使锗硅异质结双极晶体管(SiGeHBT)具有良好的温度特性,可承受-180~+200℃的极端温度,在空间极端环境领域具有诱人的应用前景。然而,SiGeHBT器件由于材料和工艺结构的新特征,其空间辐射效应表现出不同于体硅器件的复杂特征。本文详述了SiGeHBT的空间辐射效应研究现状,重点介绍了国产工艺SiGeHBT的单粒子效应、总剂量效应、低剂量率辐射损伤增强效应以及辐射协同效应的研究进展。研究表明,SiGeHBT作为双极晶体管的重要类型,普遍具有较好的抗总剂量和位移损伤效应的能力,但单粒子效应是制约其空间应用的瓶颈问题。由于工艺的不同,国产SiGeHBT还表现出显著的低剂量率辐射损伤增强效应响应和辐射协同效应。

发射极尺寸对双多晶自对准双极晶体管剂量率效应的影响

为了研究发射极尺寸对双多晶自对准NPN型双极晶体管电离辐射剂量率效应的影响,对不同发射极尺寸双多晶自对准NPN双极晶体管在高低剂量率辐照条件下进行了辐照实验,在实验数据基础上对其损伤特性以及损伤机理进行的分析表明,高低剂量率辐照下双多晶自对准工艺制备的NPN型双极晶体管都具有良好的抗电离辐照损伤能力,且低剂量率辐照损伤均大于高剂量率。同时,实验及理论分析结果都表明:双多晶自对准双极晶体管的抗辐照能力与发射极的周长面积比密切相关,发射极周长面积比越小,晶体管抗辐照能力越强,且在发射极宽度一定时,发射极条越长抗辐照能力越强。

食品样品密度差异对HPGe γ谱仪测量结果的影响

样品与标准源质量密度往往不一致。添加等量的放射性核素^(232)Th,制备6个密度梯次分布的食品样品,用高纯锗(HPGe)γ谱仪对^(232)Th子体各谱线分别进行能谱分析,用全能峰面积净计数率比计算样品的相对自吸收校正系数。再用无源效率刻度软件Gammaclib对这6个密度样品进行建模仿真,拟合出各谱线效率,用效率比计算样品的相对自吸收校正系数。两种方法结果表明,食品样品与标准源的密度差异会对实验结果产生影响,需要进行自吸收校正。

变温辐照对双极电压比较器LM2903在不同偏置状态下的单粒子瞬态影响

利用变温辐照方法模拟了低剂量率辐照,研究了双极电压比较器LM2903的电离总剂量(TID)-单粒子瞬态(SET)的协同效应。结果表明,高电平工作状态偏置时,TID对LM2903的SET具有抑制作用;低电平工作状态偏置时,TID对LM2903的SET具有促进作用。电离辐照诱发的界面态缺陷电荷是TID-SET协同效应产生的根本原因,电压比较器的输出级结构导致了偏置状态对TID-SET协同效应的不同影响。

双多晶自对准NPN管的总剂量辐射效应研究

对国产先进互补双极工艺制作的双多晶自对准(DPSA)结构的NPN管进行了高、低剂量率的^(60)Co-γ源辐射实验。在总剂量辐射前后以及室温退火后,分别采用移位测试方法,研究了基极电流、集电极电流、电流增益等参数的变化规律。结果表明,DPSA NPN管比传统NPN管的抗辐射能力更强,但其低剂量率辐射损伤增强效应(ELDRS)改善不明显。最后,初步探讨了DPSA NPN管的辐射损伤机制,讨论了DPSA NPN管的抗ELDRS效应的机制。

双极电压比较器LM311电离总剂量与单粒子瞬态协同效应研究

本文研究了高、低电平输出偏置条件下双极电压比较器LM311的电离总剂量(Total Ionizing Dose,TID)—单粒子瞬态(Single Event Transient,SET)的协同效应.实验结果表明,高电平输出偏置条件下累积总剂量后的LM311的SET会受到明显抑制,主要表现为瞬态脉冲宽度减小,SET幅值变小.低电平输出偏置条件下累积总剂量后的LM311的SET有促进作用,主要表现为瞬态脉冲宽度增大,SET幅值变大.与高电平输出偏置条件相比,LM311在低电平输出偏置条件下对SET不敏感.发现TID诱发的界面态陷阱电荷和氧化物陷阱电荷是TID-SET协同抑制效应出现的根本原因.

高能^(56)Fe离子入射屏蔽材料的次级粒子模拟分析

空间辐射环境下的高能重离子入射屏蔽材料会产生大量次级粒子,为研究屏蔽材料产生的次级粒子对太空舱内辐射环境的影响,本文使用基于蒙特卡罗方法的Geant4软件模拟空间高能^(56)Fe离子入射铝、碳、聚乙烯、水4种屏蔽材料,分析透射屏蔽体的初级粒子及由屏蔽材料产生的次级电子、次级中子、次级质子和次级γ的能谱以及水吸收体中的能量沉积和深度剂量分布。分析产生的次级重粒子类型和能量,比较4种屏蔽材料对高能Fe离子的屏蔽性能。结果表明,聚乙烯材料对高能重离子的屏蔽性能最好,但同时产生的次级重粒子的能量最大,约为铝材料产生次级重粒子能量的4倍。屏蔽体产生所有次级粒子中,次级质子和原子序数为22-26的次级重粒子贡献最大。

增强型氮化镓功率器件的总剂量效应

研究了P型帽层和共源共栅(Cascode)结构氮化镓(GaN)功率器件高/低剂量率辐照损伤效应。试验结果表明,P型帽层和Cascode结构GaN功率器件都不具有低剂量率损伤增强效应(ELDRS);Cascode结构GaN功率器件总剂量辐照损伤退化更明显;P型帽层结构的GaN功率器件抗总剂量能力较强。分析了二者的退化机制。试验结果为GaN功率器件空间应用提供了有益参考。

双极运算放大器LM158电离总剂量与重离子协同辐射效应研究

为研究双极运算放大器电离总剂量与单粒子瞬态的协同效应,选取双极运算放大器LM158分别在高剂量率0.1 Gy·s^(-1)(Si)和低剂量率1×10^(−4) Gy·s^(-1)(Si)条件下进行^(60)Coγ射线辐照试验,累积电离总剂量至1000 Gy(Si)后,再进行重离子类型为钽(Ta)离子的协同辐照试验。试验结果表明:电离总剂量会导致运算放大器LM158的单粒子瞬态脉冲幅值减小和脉冲展宽,同时,相比于高剂量率辐照条件,低剂量率辐照条件下双极运算放大器LM158的瞬态脉冲宽度展宽50%。研究发现,电离总剂量在双极晶体管中累积的界面陷阱电荷是产生电离总剂量与单粒子瞬态协同效应的根本原因。

模拟数字转换器AD574总剂量和单粒子翻转的协合效应

以美国亚德诺半导体技术有限公司bipolar/I2L工艺的1^(2)位模拟数字转换器AD574为研究对象,在^(60)Coγ辐照条件下累积400 Gy(Si)的电离剂量(Totalionizingdose,TID),对累积总剂量前后的样品进行激光单粒子翻转(Single-event upset,SEU)试验,获得了0 V、1 V、2.5 V输入信号条件下的输出码值翻转。结果显示:累积400 Gy(Si)电离剂量后,AD574输出码值的翻转向中心码值右侧偏移,同时造成翻转次数的改变。本文初步分析了AD574的TID-SEU协合效应作用机制,认为该现象与模拟/数字转换器内部比较器单粒子瞬态的敏感性有关。累积总剂量后,比较器单粒子瞬态的幅值和宽度显著增大,会导致AD574输出码值翻转分布及次数的变化。该TID-SEU协合效应研究对宇航元器件的抗辐射加固保障提供了有益参考。

双极电压比较器高低剂量率辐照损伤特性

为研究双极电路在空间辐射环境下的损伤规律,对典型双极电压比较器进行不同偏置条件下60Co-γ高低剂量率辐照试验。结果表明:电压比较器的输入偏置电流、开环增益和输出低电平等参数在电离辐射环境下均发生不同程度的退化,且都表现出低剂量率辐射损伤增强效应。通过进一步分析比较器敏感参数的变化规律以及电路级的具体退化模式发现,偏置条件对于电压比较器的辐照损伤特性有很大影响。

国产pnp双极晶体管在宽总剂量范围辐照下的ELDRS

研究了不同偏置条件下国产商用pnp型双极晶体管在宽总剂量范围内的辐射损伤特性和变化规律。实验结果表明,在100 rad（Si）/s和0.01 rad（Si）/s剂量率辐照下,总累计剂量达到200 krad（Si）时,这一宽总剂量范围内辐射损伤趋势均随着总剂量值不断累积而增大,且并未出现饱和。相同剂量率辐照下,发射结施加反偏状态时国产商用pnp双极晶体管的过剩基极电流变化最大,正偏下最小,零偏介于二者之间。两款晶体管均表现出明显的低剂量率损伤增强效应（ELDRS）,且在反偏下ELDRS更显著。并对出现这一实验结果的损伤机理进行了探讨。

不同温度辐照下栅控双极晶体管的总剂量效应参数退化研究

本文选用特殊测试结构的栅控横向PNP(gated lateral PNP,GLPNP)双极晶体管为研究对象,在不同辐照温度下,得到了温度和剂量对GLPNP双极晶体管辐射损伤的响应机制。试验结果表明,温度和剂量是影响界面陷阱电荷生成和退火动态平衡的关键因素。在低剂量阶段,高温辐照会导致GLPNP双极晶体管辐射损伤加快,在高剂量阶段,适当降低温度会促进界面陷阱电荷的生长。

偏置条件对国产SiGe BiCMOS器件总电离辐射效应的影响

本文研究了1 Gy(Si)/s的高剂量率辐照下,偏置条件对国产0.35μm SiGe BiCMOS工艺器件电离总剂量(Total ionizing dose,TID)辐射效应的影响。结果表明:高剂量率辐照下,国产SiGe BiCMOS器件具有非常好的抗电离总剂量效应能力,可以达到数十千戈瑞,基极电流对辐射更敏感。不同偏置条件下,器件TID累积到12 kGy(Si)时,反偏损伤最大,零偏次之,正偏增益退化最小。发现其主要机制是高剂量率辐射及外加偏置引入的边缘电场影响氧化层中诱导氧化物陷阱电荷和界面态产生,导致基极辐射敏感区增大,基极电流增大,从而使器件增益减小。

论高校声乐教学中的“自然歌唱”

对于高校声乐教学而言,单一采取课堂讲授法进行声乐教学活动,已不再适应当今的音乐教育课程改革的发展需要。高校声乐教师应依据现代声乐教学要求与学生特征采取灵活多样的教学方法,尤其是要将＂自然歌唱＂理念贯彻于声乐教学之中,因为＂自然歌唱＂是内部情感抒发与外在艺术反映,有利于推动高校声乐教学发展。

国产双极晶体管不同温度辐照下界面陷阱演化机制

对国产PNP双极晶体管开展同剂量率不同温度条件的辐照试验,研究了不同辐照温度条件下界面陷阱的演化机制。结果显示,低温辐照阶段,界面陷阱生长与辐照温度呈正相关性,温度越高,界面陷阱增长速率越快;中、高温辐照阶段,界面陷阱生长与辐照温度呈负相关性,界面陷阱生长受到抑制。本文结合温度对辐射响应的影响规律,发现氢的钝化和去钝化作用之间的竞争关系是影响界面陷阱浓度的关键因素,且该竞争机制与Si/SiO2界面处氢种类有直接关系。

高校声乐多种演唱方式教学模式构建

随着素质教育改革进程的不断深化,对高校传统的声乐教学模式也提出了新的要求。本文简单阐述了目前高校声乐教学中存在的主要问题,并在此基础上进一步提出了有关构建多种演唱方式教学模式的具体策略,希望能够有效提升高校的声乐教学质量水平。

Single-event response of the SiGe HBT in TCAD simulations and laser microbeam experiment

In this paper the single-event responses of the silicon germanium heterojunction bipolar transistors(SiGe HBTs) are investigated by TCAD simulations and laser microbeam experiment. A three-dimensional(3D) simulation model is established, the single event effect(SEE) simulation is further carried out on the basis of Si Ge HBT devices, and then, together with the laser microbeam test, the charge collection behaviors are analyzed, including the single event transient(SET) induced transient terminal currents, and the sensitive area of SEE charge collection. The simulations and experimental results are discussed in detail and it is demonstrated that the nature of the current transient is controlled by the behaviors of the collector–substrate(C/S) junction and charge collection by sensitive electrodes, thereby giving out the sensitive area and electrode of SiGe HBT in SEE.