發(fā)布時間：2020-11-21 15:15

　　 自20世紀70年代初發(fā)現(xiàn)劑量增強效應以來,電子器件和電路的X射線劑量增強效應就引起了人們的普遍關(guān)注和高度重視,研究也在不斷的深入。劑量增強效應是一種特殊的總劑量效應,它不僅與射線的能量有關(guān),同時還與材料、器件結(jié)構(gòu)及金屬化類型有關(guān)。隨著大規(guī)模集成電路中重金屬的廣泛應用,及器件封裝屏蔽材料越來越趨向于重金屬化,劑量增強效應也會變得越來越嚴重。本文以主要由Intel公司生產(chǎn)的16位單片機N80C196KC20、WSI公司的PSD501B1和X24F128構(gòu)成的系統(tǒng)作為研究對象,通過X射線和γ兩種不同射線的輻照對比,對單片機系統(tǒng)電路和單元電路的劑量增強效應進行了研究。 本文詳細介紹了劑量增強效應的歷史,國內(nèi)外的研究情況；通過論述X射線與物質(zhì)相互作用的規(guī)律,闡述了劑量增強效應產(chǎn)生的根本原因。討論了材料、器件和集成電路的劑量增強效應,以及器件劑量增強損傷程度的度量公式。 對單片機系統(tǒng)及單元電路劑量增強效應的實驗原理進行了研究,并制定了實驗方案。在X射線和γ射線輻射環(huán)境中分別進行了單片機系統(tǒng)電路和單元電路的動態(tài)偏置輻照實驗,通過對比,研究了單片機系統(tǒng)及單元電路的劑量增強效應,同時也就單元電路的輻照敏感性對系統(tǒng)的影響進行了研究。 以N80C196KC20單片機系統(tǒng)為研究對象,在器件劑量增強表征公式的基礎(chǔ)上,研究了系統(tǒng)劑量增強的表征方法,并將相對劑量增強系數(shù)的計算公式推廣到了系統(tǒng)電路。研究表明：動態(tài)偏置輻照狀態(tài)下,單片機系統(tǒng)電路及單元電路存在X射線劑量增強效應；提出了絕對失效判據(jù)的概念,并采用絕對失效判據(jù)研究了系統(tǒng)電路的劑量增強效應,得到了系統(tǒng)電路的相對劑量增強系數(shù),采用絕對失效判據(jù)是合適的；在武器電子學系統(tǒng)應用中,當輻照總劑量較低時,系統(tǒng)及單元電路的劑量增強效應不顯著,可以不予考慮。
【學位單位】：中國工程物理研究院
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2009
【中圖分類】：TP368.11
【部分圖文】：

用氣*表示原子的光電效應總截面，則有:(2一7)圖2.4給出了不同吸收物質(zhì)的光電截面與光子能量的關(guān)系，也稱光電吸收曲線，從圖中可以看出，隨E，的增大，6p。變小。在hv<100keV時，光電截面顯示出特征性的鋸齒狀結(jié)構(gòu)，這種尖銳的突變，稱為吸收限，它是在入射光子能量與K、L、M層電子的結(jié)合能相一致時出現(xiàn)的，隨光子能量逐漸增加，當?shù)扔谀骋粚与娮拥慕Y(jié)合能時，這一殼層的電子就對光電作用有貢獻，因而ap八就階躍式地上升到某一較高的數(shù)值

中有第三者參加，光電子就不能從0o方向發(fā)射。實驗和理論計算都證明，在1800方向也不能出現(xiàn)光電子，而在某一角度上，光電子出現(xiàn)的幾率最大。在入射光子能量很低時，光電子在垂直于入射Y束方向上發(fā)射，但當Y能量增時，逐漸朝前向角發(fā)射。圖2.5表示極坐標系中，不同能量光子作用下光電子發(fā)射的角分布。!20’士士 士.，閱... .....‘ ‘江江 江產(chǎn) 產(chǎn)

2.1.2康普頓效應在康普頓效應中，光子與原子的核外電子發(fā)生非彈性碰撞，一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，使它脫離原子成為反沖電子，而散射光子的能量和運動方向發(fā)生變化，如圖2.6所示。hV和hv’為入射和散射光子的能量，0為散射光子與入射光子方向間的夾角，夕稱散射角;必中為反沖電子的反沖角。反沖電子Ee散射光子圖2.6康普頓效應示意圖康普頓效應與光電效應不同，光電效應中光子本身消失，能量轉(zhuǎn)移給電子，康普頓效應中光子只是損失掉一部分能量;光電效應發(fā)生在束縛得最緊的內(nèi)層電子上，康普頓效應總是發(fā)生在束縛得最松的外層電子上，雖然光子與束縛電子之間的康普頓散射嚴格地講是一種非彈性碰撞過程，但外層電子的結(jié)合能是比較小的，一般在eV(電子伏數(shù))量級，和入射光子的能量相比較，完全可以忽略，所以可以把外層電子看作是“自由電子”
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本文編號：2893198