双极晶体管中子/伽马辐照效应研究

发布时间：2023-06-03 23:15

　　本文以双极晶体管为研究对象,充分运用依托单位优秀的辐照设施以及精密的参数测试条件,构建出有效的研究方法,开展了一系列中子辐照实验和伽马射线辐照实验。针对N1～N5、P1～P2型号的双极晶体管得到中子和伽马辐照效应实验数据,对研究中子、伽马辐照效应损伤规律与机制具有指导作用。本研究获取了较丰富的双极晶体管中子/伽马协同辐照效应数据,探究了双极晶体管的电离效应、位移效应以及电离/位移综合效应的宏观电学性能变化规律和微观物理演化机制,揭示了中子和伽马射线对双极晶体管的辐射损伤机制,对深入研究协同作用机制起到了很好的支撑作用,为航空航天和核能应用等领域中的双极器件辐射损伤提供了可供参考的抗辐射加固分析依据。研究结果表明,以发射结电压VBE=0.65V时A型号NPN型双极晶体管辐照前后的电流增益相对变化量为例,经过 1000Gy(Si)、3000Gy(Si)、6000Gy(Si)、9000Gy(Si)、15000Gy(Si)的伽马射线辐照后,其辐照后电流增益与辐照前电流增益之差占辐照前电流增益的百分比分别为:29.3%、44.7%、55.0%、58.4%、62.6%。双极晶体管电离效应导致双极晶...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景和需求
    1.2 辐照环境
        1.2.1 核爆辐照环境
        1.2.2 模拟辐照环境
        1.2.3 其它辐照环境环境
    1.3 辐照效应
        1.3.1 电离效应
        1.3.2 位移效应
        1.3.3 电离/位移协同效应
    1.4 国内外研究概况
    1.5 研究内容及目的
第二章 实验器件及理论分析方法
    2.1 实验器件及实验平台简介
    2.2 理论分析方法
        2.2.1 电学性能测试
        2.2.2 分离电荷法分析双极晶体管的损伤机理
第三章 双极晶体管电离和位移效应探究
    3.1 电离效应
        3.1.1 电离效应简介
        3.1.2 实验设计
        3.1.3 双极晶体管电流增益的变化规律
        3.1.4 双极晶体管电流增益相对变化量及倒数增量的变化规律
        3.1.5 双极晶体管Gummel曲线的变化规律
        3.1.6 双极晶体管电离效应实验结论与分析
    3.2 位移效应
        3.2.1 位移效应简介
        3.2.2 实验设计
        3.2.3 位移损伤与累积中子注量的关系
        3.2.4 位移效应导致的双极晶体管Gummel曲线变化
        3.2.5 双极晶体管位移效应实验结论与分析
    3.3 本章小结
第四章 双极晶体管电离/位移综合辐照效应探究
    4.1 实验设计
    4.2 实验结果
        4.2.1 综合辐照效应对NPN型双极晶体管的影响
        4.2.2 综合辐照效应对PNP型双极晶体管的影响
    4.3 综合辐照效应实验结果分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 研究结果总结
    5.2 本研究的创新点
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间科研成果简介



本文编号：3830225