敏感器件總劑量效應失效率的測算方法
2023-06-05 04:29:31 1
敏感器件總劑量效應失效率的測算方法
【專利摘要】本發明涉及一種敏感器件總劑量效應失效率的測算方法，該測算方法包括提供多份待檢測的器件樣品；對各器件樣品分別進行失效劑量檢測；將各器件樣品的失效劑量輸入尺度因子計算模塊進行計算，並得到對數正態分布尺度因子數值；將對數正態分布尺度因子數值輸入形狀因子計算模塊進行計算，並得到對數正態分布形狀因子數值；預測敏感器件累積的電離輻射總劑量；將對數正態分布尺度因子數值、對數正態分布形狀因子數值和敏感器件累積的電離輻射總劑量輸入失效率計算模塊進行計算，並得到總劑量效應失效率。採用本發明的測算方法，有助於進行太空飛行器電子系統的可靠性分析和優化設計的指導，進一步降低航天工程的設計和實施成本。
【專利說明】敏感器件總劑量效應失效率的測算方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種敏感器件總劑量效應失效率的測算方法，尤其涉及一種針對設置 在正在運行的太空飛行器艙內的敏感器件進行總劑量效應失效率測算的方法。
【背景技術】
[0002] 目前，太空飛行器內的電子系統及其所用器件在外太空運行時，長期受空間電離輻射 的影響，這會引起器件特別是太空飛行器內一些對輻射敏感的器件電參數發生變化，這一過程 被稱為敏感器件的總劑量效應。
[0003] 目前用於評價敏感器件抵抗空間電離輻射環境總劑量效應能力的傳統方法是通 過對多個器件樣品分別進行失效劑量檢測，再根據各器件樣品的失效劑量計算出對數正態 分布尺度因子數值，以此體現和評價敏感器件的抵抗空間電離輻射環境總劑量效應能力； 但是該種方法只是考核評價敏感器件的抗總劑量效應水平，但是沒有將其與敏感器件總劑 量效應失效率進行聯繫；因此，無法獲得當前正在隨太空飛行器運行的敏感器件的失效率情況； 因此無法對於敏感器件由總劑量效應導致的故障失效率進行直接的判斷，也不便於進行航 天器電子系統的可靠性分析和優化設計的指導。
[0004] 因此，針對以上不足，本發明急需提供一種新的敏感器件總劑量效應失效率的測 算方法。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種敏感器件總劑量效應失效率的測算方法，該測算方法通 過對檢測得到的對數正態分布尺度因子數值、對數正態分布形狀因子數值及電離輻射總劑 量進行總劑量效應失效率計算，從而實現獲得敏感器件在任務末期的總劑量效應失效率的 目的。
[0006] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種敏感器件總劑量效應失效率的測 算方法，包括以下步驟：
[0007] S1、提供多份待檢測的器件樣品；
[0008] S2、對各器件樣品分別進行失效劑量檢測；
[0009] S3、將各器件樣品的失效劑量輸入尺度因子計算模塊進行計算，並得到對數正態 分布尺度因子數值；
[0010] S4、將對數正態分布尺度因子數值輸入形狀因子計算模塊進行計算，並得到對數 正態分布形狀因子數值；
[0011] S5、預測敏感器件累積的電離輻射總劑量；
[0012] S6、將對數正態分布尺度因子數值、對數正態分布形狀因子數值和敏感器件累積 的電離輻射總劑量輸入失效率計算模塊進行計算，並得到總劑量效應失效率。
[0013] 進一步地，還包括如下步驟：
[0014] 將總劑量效應失效率與參考總劑量效應失效率進行比較，以此分析判斷敏感器件 的可靠性。
[0015] 進一步地，所述尺度因子計算模塊內設置有基於以下數學公式建立的數學計算模 型：
[0016]
【權利要求】
1. 一種敏感器件總劑量效應失效率的測算方法，其特徵在於：包括以下步驟： 51、 提供多份待檢測的器件樣品； 52、 對各器件樣品分別進行失效劑量檢測； 53、 將各器件樣品的失效劑量輸入尺度因子計算模塊進行計算，並得到對數正態分布 尺度因子數值； 54、 將對數正態分布尺度因子數值輸入形狀因子計算模塊進行計算，並得到對數正態 分布形狀因子數值； 55、 預測敏感器件累積的電離輻射總劑量； 56、 將對數正態分布尺度因子數值、對數正態分布形狀因子數值和敏感器件累積的電 離輻射總劑量輸入失效率計算模塊進行計算，並得到總劑量效應失效率。
2. 根據權利要求1所述的敏感器件總劑量效應失效率的測算方法，其特徵在於：還包 括如下步驟： 將總劑量效應失效率與參考總劑量效應失效率進行比較，以此分析判斷敏感器件的可 靠性。
3. 根據權利要求2所述的敏感器件總劑量效應失效率的測算方法，其特徵在於：所述 尺度因子計算模塊內設置有基於以下數學公式建立的數學計算模型：
式中：μ為對數正態分布尺度因子； η為器件樣品數量； RFmi為第i個器件樣品的失效劑量。
4. 根據權利要求3所述的敏感器件總劑量效應失效率的測算方法，其特徵在於：所述 形狀因子計算模塊內設置有基於以下數學公式建立的數學計算模型：
式中：σ為對數正態分布形狀因子。
5. 根據權利要求4所述的敏感器件總劑量效應失效率的測算方法，其特徵在於：所述 失效率計算模塊內設置有基於以下數學公式建立的數學計算模型：
式中： 入TID為總劑量效應失效率； T為衛星設計壽命； RS_TID為敏感器件累積的電離輻射總劑量； Φ為標準正態分布的分布函數。
6. 根據權利要求5所述的敏感器件總劑量效應失效率的測算方法，其特徵在於：所述 步驟S2中還包括以下步驟： 通過模擬輻射源對各器件樣品依次進行輻射； 在輻射過程中通過劑量測定儀器實時監測並記錄器件樣品的電離輻射總劑量，直至器 件樣品失效； 在劑量測定儀器實時監測過程中若器件樣品發生跳變，則劑量測定儀器記錄器件樣品 跳變點的輻照時間，並計算出器件樣品在跳變點時的失效劑量。
7. 根據權利要求6所述的敏感器件總劑量效應失效率的測算方法，其特徵在於：所述 步驟S5中還包括以下步驟： 根據太空飛行器的運行參數建立太空飛行器空間環境模型； 利用模擬輻射源輻射並誘發太空飛行器空間環境模型中的模擬太空飛行器發生總劑量效應； 利用模擬檢測模塊檢測所述模擬太空飛行器內所累積的電離輻射總劑量。
8. -種敏感器件總劑量效應失效率的測算方法，其特徵在於：包括以下步驟： 5101、 預測敏感器件累積的電離輻射總劑量； 5102、 提供多份待檢測的器件樣品； 5103、 對各器件樣品分別進行失效劑量檢測； 5104、 將各器件樣品的失效劑量輸入尺度因子計算模塊進行計算，並得到對數正態分 布尺度因子數值； 5105、 將對數正態分布尺度因子數值輸入形狀因子計算模塊進行計算，並得到對數正 態分布形狀因子數值； 5106、 將對數正態分布尺度因子數值、對數正態分布形狀因子數值和敏感器件累積的 電離輻射總劑量輸入失效率計算模塊進行計算，並得到總劑量效應失效率。
【文檔編號】G06F19/00GK104143038SQ201310173100
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月10日 優先權日:2013年5月10日
【發明者】王群勇 申請人:北京聖濤平試驗工程技術研究院有限責任公司