抗辐射加固技术

[拼音]：kang fushe jiagu jishu

[外文]：radiation hardening technique

为保证电子系统、仪器等在辐射环境中仍能完好并可靠地完成各种预定功能而采取的各种技术措施。为了进行抗辐射加固工作，首先须了解辐射环境和辐射效应损伤机制。其次，根据抗辐射指标和电子系统所要完成的性能要求制订失效判据。然后，按照合理的安全系数进行加固设计。从器件生产、电路设计到组装成电子系统，每个环节都可加固，但是元件、器件的加固，是整个加固工作的基础。

半导体分立器件的加固，主要从材料、结构和工艺三方面考虑。原则上，应选择低载流子寿命或高掺杂的材料，即选用低阻材料。结构设计应尽可能做到薄基区、重掺杂、小尺寸（特别是结面积），尽量提高器件的增益和带宽。在工艺方面，需要掌握浅结扩散，以及合适的钝化层材料及厚度。封装要使管壳与管芯间保持高真空或充填适当的填充材料。器件内部采用铝线互联。通过电参数筛选和预辐照退火筛选，优选出抗辐射能力较强的器件，也可获得一定的加固效果。

单元线路的加固需要设计各种补偿电路，用以减小辐射影响。常用的电路有达林顿电路（补偿中子辐照引起的增益下降）、晶体管对电路(补偿瞬时光电流)、集电极阻抗补偿电路、基极－发射极间阻抗补偿电路、发射极负载补偿电路等。为此，要求选择出性能一致的器件。

集成电路的加固原则上与分立器件一样。但是，还须解决寄生结和闭锁现象等特殊问题，方法是采用介质隔离和薄膜电阻，尽量使反偏结工作于低压等条件下。

电子系统的加固是一项综合而复杂的工作。首先对整个电子系统进行易损性和辐射灵敏度的分析，利用分配法加固和平衡加固原理，提出子系统或各个部分的抗辐射指标。随后对子系统和部件确定辐射容限，挑选元件和器件，或对元件和器件提出加固要求。在单元电路加固的基础上，尽量少用有源元件和高阻值电阻，设法降低功率损耗，提高逻辑灵活性，采用限幅器（见限幅电路）、滤波器或齐纳二极管（见稳压二极管）等措施。对于整个系统，还要从屏蔽结构、充填材料和可靠性等方面考虑。对于瞬时辐射效应，采用时间回避法或间隙式工作方式比较有效。对于易损部分，可采用局部屏蔽或双套以上的复式电路。抗辐射电子系统的设计，应利用计算机进行模拟分析和辅助电路设计，不仅可提高工作效率，而且还可以模拟实验室很难得到的环境条件，或元件、器件和电路的极限参数对电路的影响。

辐射环境往往是一个综合的辐射场。每一种辐射可产生数种效应。一种辐射可产生与另一种辐射相同的效应，只是程度有所不同。一个电子系统包含许多个元件、器件和单元电路，加固的电子系统必须经过辐射效应的实际检验，才能最终确定其抗辐射能力。

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