辐射对集成电路的影响

对双极电路的影响

数字电路的辐射效应双极数字电路一般由二极管、三极管和电阻组成,各元件之间利用结单向导电性,即在结上加反偏电压来加以隔 离 , 也 可以 采用介 质隔 离。 电离辐射对双极逻辑 电路的损伤表现为内部晶体 管电流增益下 降以及漏电流的增加 , 双极逻辑电路抗 辐射能力比较强 , 一般可以达到以上 ,并 且只有在 表面钝 化层 比较 差时 , 才会造成在 较低 剂量辐射下漏 电流严重增加 。 在电离环境下 ,双极 电路中管的小电流、明显下降 。管有三种 , 即垂 直 、横 向和 衬底 。 其 中, 垂直的管的抗辐射性能比较好横向管受电离辐射影响最显著因为电流在器件中是横向 流动 , 并且正好位于出现复合中心的氧化层下面衬底管的电流流动的路径是垂直的, 所以抗辐射能 力要强于横向管。

模拟电路的辐射效应 

电离辐射效应不仅影响电路的增益 ,而且还要影 响电路的失调电压和失调电流。也就是模拟电路的各 项参数指标的辐射损伤 , 都是双极晶体管辐射损伤表 现 出来 的电流增益退化 和饱 和压降增大引起 的。 双极 电路的主要失效有少子寿命退化 、 载流子去 除少子缺陷等 , 实际上其辐射损伤主要是 由位移效应 引起的。 而位移效应主要 由中子, 特别是快中子引起。由于电离辐射用的是 , 射线 , 而且它在常温下的作用是瞬变的,即辐射去掉 , 影响也就很快 消失。结隔离的双极电路在 ,射线辐射下,将产生光电效应 ,是大批作 绝缘用的结 点变成 导体 , 失去 隔离性 能 。另外,射线 能产生强 的瞬态 光 电流 , 以 至 于 烧毁 电路, 特别是 电路 中的铝 条 , 在大 电流密度下 , 发生电迁移而断线 。



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