空間輻射環(huán)境中存在著多種高能質(zhì)子、電子、重離子以及高溫等離子體等各種帶電粒子,這些帶電粒子會與航天器設(shè)備中電子元器件的半導(dǎo)體材料相互作用,造成器件損傷,通常表現(xiàn)為邏輯狀態(tài)翻轉(zhuǎn)、功能失效甚至元器件的燒毀,一般稱這類效應(yīng)為單粒子輻射效應(yīng)（SEE）,如何準(zhǔn)確、有效評估此類效應(yīng)是十分必要的。傳統(tǒng)ADC器件的單粒子輻照試驗檢測系統(tǒng)通�；谛盘柊l(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源實現(xiàn)信號輸入及電源供電,利用邏輯分析儀的觸發(fā)功能監(jiān)控并抓取單粒子輻照時模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）器件的輸出數(shù)據(jù)信號跳變;該系統(tǒng)信號鏈路復(fù)雜,易受試驗環(huán)境的干擾,不便攜帶和功能擴展。鑒于此,本文針對空間應(yīng)用的高可靠ADC器件,基于虛擬設(shè)備、現(xiàn)場可編程門陣列,設(shè)計了一款集成片上系統(tǒng)（System on Chip,SOC）控制方案的單粒子輻照試驗檢測系統(tǒng),用以監(jiān)控高可靠ADC器件單粒子輻射效應(yīng)、評估其抗單粒子輻射能力。該方案結(jié)合FPGA可編程資源豐富（特別是I0資源）和SOC程序開發(fā)便捷靈活的優(yōu)點,下位機體積小、重量輕、成本低,便于轉(zhuǎn)運及攜帶;下位機與上位機之間的通訊采用USB2.0接口通訊,與試驗現(xiàn)場環(huán)境兼容性高,通過串口可有效實現(xiàn)試驗真空腔體內(nèi)... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院大學(xué)人工智能學(xué)院)北京市

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

太陽宇宙射線示意圖

美國科學(xué)家范？艾倫（Ｖａｎ?Ａｌｌｅｎ）在１９５８年首次發(fā)現(xiàn)的，因此又被稱為范？艾??倫輻射帶（Ｖａｎ?Ａｌｌｅｎ?Ｂｅｌｔ，?ＶＡＢ），其主要成分由電子、質(zhì)子以及少量的重離子??構(gòu)成。從圖１－４可以看出，范？艾倫輻射帶是一個圍繞著地球的多層環(huán)狀高能??粒子輻射帶。??ｆ?．?＇?外帶??：ｒ：??范艾倫探瀏器－??圖１－４范？艾倫輻射帶??銀河宇宙線（ＧＣＲ）是宇宙空間環(huán)境中的高能粒子流，是來自太陽系以外的帶??電粒子，是由能量很高、通量很低的帶電粒子組成，其中８５％為質(zhì)子，１４％為ａ??粒子以及１％的重離子，其能量范圍在Ｍｅ?Ｖ到Ｇｅ?Ｖ之間。??單粒子效應(yīng)的研究始于上世紀(jì)８０年代，研究表明，當(dāng)高能粒子攜帶的能量??達(dá)到３．６ｅＶ時，其入射到半導(dǎo)體器件中，能量被硅材料吸收后，正好是產(chǎn)生一個??電子－空穴對所需的能量，在器件的靈敏區(qū)收集到臨界電荷Ｑｃ，需要的最小沉積??能量為：??Ｅｍｉｎ＝２２．５＊Ｑｃ／５Ｒ（ＭｅＶ）ｔ４１＇［５］??４??

圖中標(biāo)記ＤＲ的區(qū)域為耗盡區(qū)，單粒子效應(yīng)的靈敏區(qū)為ｐ型ＭＯＳ管的漏極??和ｎ型ＭＯＳ管的漏極。高能粒子徑跡Ｉ穿過Ｐ＋漏極區(qū)域中心，徑跡ＩＶ穿過Ｎ＋??漏極區(qū)域中心；粒子徑跡ＩＩ只穿過Ｐ＋漏極的耗盡區(qū)，粒子徑跡ＩＩＩ只穿過Ｎ＋漏??極的耗盡區(qū)。經(jīng)過試驗觀測到，在耗盡區(qū)內(nèi)的粒子徑跡（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、??ｈ）最靈敏，分別是ｐ型ＭＯＳ管漏極耗盡區(qū)內(nèi)的ｂ段和ｎ型ＭＯＳ管的漏極耗盡??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3457059