叠层封装元器件在航天领域中的应用

分析表明,在航天领域,为适应单机产品小型化的要求,叠层封装的存储器已经得到了广泛应用。阐述PoP结构的元器件具有集成度高、小型化、轻量化的优点,在航天领域对产品的可靠性的更高要求,探讨PoP结构元器件,分析它的热负载和振动可靠性,提出有针对性的可靠性试验项目。     

电子辐照对GaAs HBT残余电压与饱和电压的影响

研究了GaAs HBT高能电子(～1MeV)辐照的总剂量效应。结果表明,电子辐照后GaAs HBT的基极电流增大,辐照损伤程度随辐照总剂量增加而增加,这和其他研究观察到的现象相同。所不同的是,实验中发现随辐照剂量增大器件集电极饱和电压、残余电压均增大。因此认为,高能电子辐照造成的位移损伤在GaAs HBT集电区和BC结内诱生的大量复合中心使集电极串联电阻增大,以及BE、BC结内形成的复合中心俘获结内载流子使载流子浓度降低造成BE、BC结自建电势差下降是集电极饱和电压和残余电压增加的主要原因。     

基于液压模型的功率MOSFET有效输出电容测试方法

输出电容是影响功率MOSFET开关损耗的重要参数。在开关应用中,根据输出电容C_(oss)来确定器件的开关损耗具有一定的局限性。为了准确地评估器件的开关损耗,研究了功率MOSFET的有效输出电容C_(oer)和C_(otr)及其测试方法。首先,以液压模型理论为基础阐述了器件参数C_(oer)和C_(otr)的具体含义,并完成相应的测试电路设计。然后,建立了基于测试电路的数值计算模型;为了保证测试精度,模型中充分考虑了电压测试电路产生的负载效应。最终,采用该方法对器件的有效输出电容进行测试和计算。实验结果表明,该测试方法能对功率MOSFET的有效输出电容进行可靠测试。     

伽玛辐照对SiGe异质结双极型晶体管的集电极电流和厄尔利电压的影响

 研究了伽玛辐照效应对SiGe异质结双极型晶体管的集电极电流和厄尔利电压的影响。经过10⁴ Gy的伽玛总剂量辐照后,集电极电流和厄尔利电压均增加。另外,辐照后发射结和极电结的开启电压和击穿电压也均有一定程度的减小。以上这些变化均是由于辐照产生的缺陷引起发射区和集电区有效掺杂浓度减小所致。     

基于三维模型的InGaP/GaAs HBT单粒子效应仿真

为全面评估航天型号用元器件的抗辐射性能,对InGaP/GaAs异质结双极晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor,HBT)的单粒子效应进行了仿真研究。首先,介绍了空间辐射环境中重离子诱发器件产生单粒子瞬态脉冲的机理。然后,建立了InGaP/GaAs HBT器件三维仿真模型,并利用蒙特卡罗方法模拟了不同能量的C、F、Cl、Br、I等重离子在器件中的射程和LET值。最后,基于ISE-TCAD仿真软件对器件的单粒子瞬态脉冲电流曲线进行了仿真和分析。结果表明:重离子在器件中产生的集电极瞬态脉冲电流可达几百微安,集电极瞬态脉冲电流与重离子的能量成反比,与离子的原子序数成正比。由此可知,InGaP/GaAs HBT器件对单粒子效应比较敏感,且对不同重离子的敏感程度不同。这可以为航天型号用元器件的设计选型和可靠性评估提供技术支撑。     

伽玛辐照对SiGe异质结双极型晶体管的集电极电流和厄尔利电压的影响

研究了伽玛辐照效应对SiGe异质结双极型晶体管的集电极电流和厄尔利电压的影响。经过104 Gy的伽玛总剂量辐照后,集电极电流和厄尔利电压均增加。另外,辐照后发射结和极电结的开启电压和击穿电压也均有一定程度的减小。以上这些变化均是由于辐照产生的缺陷引起发射区和集电区有效掺杂浓度减小所致。     

基于光学干涉法的翻新电子元器件鉴别方法

翻新电子元器件存在重大质量隐患,对航天装备的质量和安全构成了严重威胁。为了确保装机电子元器件的质量和可靠性,结合翻新元器件的特点,提出了一种鉴别翻新元器件的无损检测方法。首先,阐述了翻新元器件的检测方法和原理,即通过光学干涉法定量测量器件上下表面的粗糙度,并根据二者之间的差异来判断器件表面是否经过翻新处理。然后,采用该方法对正常元器件和翻新元器件的表面粗糙度差异进行对比检测分析,并进行不确定度评定。结果表明,该方法可用于对翻新元器件进行高效准确鉴别。这为全面提升航天电子元器件的质量提供了新的检测手段。     

Marx调制器单元设计和叠加测试

基于单元器件的成功研制,介绍了Marx调制器单元充放电回路、电压和电流的实时监测以及控制系统和连锁保护等功能的设计和实现。对IGBT固态开关的静态、动态均压进行分析和模拟,采用RCD缓冲电路实现IGBT的动态均压;对控制系统改进和优化,设计了专用电源转换模块;分压电路和电流霍尔采样回路分别实现调制器单元电压和电流的检测;连锁保护功能由控制系统和继电器控制完成。所有部件按照电气标准设计在调制器单元支架上。经过测试的4个单元进行了叠加试验,4个单元总输出24 kV,各器件在高压试验中工作正常。     

国产星用VDMOS器件总剂量辐射损伤效应研究

研究了两种国产星用VDMOS器件在不同偏置条件下的总剂量辐射损伤效应, 探讨了器件的阈值电压、击穿电压、导通电阻、漏电流等电参数随累积剂量、退火时间的变化关系. 实验结果表明这两种国产星用VDMOS器件辐照后电参数符合技术指标, 满足在复杂空间电离辐射环境下工作的要求.此外, 通过对器件在不同偏置条件下的总剂量辐射损伤效应进行研究, 对其他型号星用VDMOS器件工艺和设计的进一步改进, 具有参考作用.