敏感器件总剂量效应失效率的测算方法技术

本发明专利技术涉及一种敏感器件总剂量效应失效率的测算方法，该测算方法包括提供多份待检测的器件样品；对各器件样品分别进行失效剂量检测；将各器件样品的失效剂量输入尺度因子计算模块进行计算，并得到对数正态分布尺度因子数值；将对数正态分布尺度因子数值输入形状因子计算模块进行计算，并得到对数正态分布形状因子数值；预测敏感器件累积的电离辐射总剂量；将对数正态分布尺度因子数值、对数正态分布形状因子数值和敏感器件累积的电离辐射总剂量输入失效率计算模块进行计算，并得到总剂量效应失效率。采用本发明专利技术的测算方法，有助于进行航天器电子系统的可靠性分析和优化设计的指导，进一步降低航天工程的设计和实施成本。

【技术实现步骤摘要】
敏感器件总剂量效应失效率的测算方法
本专利技术涉及一种敏感器件总剂量效应失效率的测算方法，尤其涉及一种针对设置在正在运行的航天器舱内的敏感器件进行总剂量效应失效率测算的方法。
技术介绍
目前，航天器内的电子系统及其所用器件在外太空运行时，长期受空间电离辐射的影响，这会引起器件特别是航天器内一些对辐射敏感的器件电参数发生变化，这一过程被称为敏感器件的总剂量效应。目前用于评价敏感器件抵抗空间电离辐射环境总剂量效应能力的传统方法是通过对多个器件样品分别进行失效剂量检测，再根据各器件样品的失效剂量计算出对数正态分布尺度因子数值，以此体现和评价敏感器件的抵抗空间电离辐射环境总剂量效应能力；但是该种方法只是考核评价敏感器件的抗总剂量效应水平，但是没有将其与敏感器件总剂量效应失效率进行联系；因此，无法获得当前正在随航天器运行的敏感器件的失效率情况；因此无法对于敏感器件由总剂量效应导致的故障失效率进行直接的判断，也不便于进行航天器电子系统的可靠性分析和优化设计的指导。因此，针对以上不足，本专利技术急需提供一种新的敏感器件总剂量效应失效率的测算方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种敏感器件总剂量效应失效率的测算方法，该测算方法通过对检测得到的对数正态分布尺度因子数值、对数正态分布形状因子数值及电离辐射总剂量进行总剂量效应失效率计算，从而实现获得敏感器件在任务末期的总剂量效应失效率的目的。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种敏感器件总剂量效应失效率的测算方法，包括以下步骤：S1、提供多份待检测的器件样品；S2、对各器件样品分别进行失效剂量检测；S3、将各器件样品的失效剂量输入尺度因子计算模块进行计算，并得到对数正态分布尺度因子数值；S4、将对数正态分布尺度因子数值输入形状因子计算模块进行计算，并得到对数正态分布形状因子数值；S5、预测敏感器件累积的电离辐射总剂量；S6、将对数正态分布尺度因子数值、对数正态分布形状因子数值和敏感器件累积的电离辐射总剂量输入失效率计算模块进行计算，并得到总剂量效应失效率。进一步地，还包括如下步骤：将总剂量效应失效率与参考总剂量效应失效率进行比较，以此分析判断敏感器件的可靠性。进一步地，所述尺度因子计算模块内设置有基于以下数学公式建立的数学计算模型：式中：μ为对数正态分布尺度因子；n为器件样品数量；RFAIL-TID-i为第i个器件样品的失效剂量。进一步地，所述形状因子计算模块内设置有基于以下数学公式建立的数学计算模型：式中：σ为对数正态分布形状因子。进一步地，所述失效率计算模块内设置有基于以下数学公式建立的数学计算模型：式中：λTID为总剂量效应失效率；T为卫星设计寿命；RspecTID为敏感器件累积的电离辐射总剂量；Φ为标准正态分布的分布函数。进一步地，所述步骤S2中还包括以下步骤：通过模拟辐射源对各器件样品依次进行辐射；在辐射过程中通过剂量测定仪器实时监测并记录器件样品的电离辐射总剂量，直至器件样品失效；在剂量测定仪器实时监测过程中若器件样品发生跳变，则剂量测定仪器记录器件样品跳变点的辐照时间，并计算出器件样品在跳变点时的失效剂量。进一步地，所述步骤S5中还包括以下步骤：根据航天器的运行参数建立航天器空间环境模型；利用模拟辐射源辐射并诱发航天器空间环境模型中的模拟航天器发生总剂量效应；利用模拟检测模块检测所述模拟航天器内所累积的电离辐射总剂量。一种敏感器件总剂量效应失效率的测算方法，包括以下步骤：S101、预测敏感器件累积的电离辐射总剂量；S102、提供多份待检测的器件样品；S103、对各器件样品分别进行失效剂量检测；S104、将各器件样品的失效剂量输入尺度因子计算模块进行计算，并得到对数正态分布尺度因子数值；S105、将对数正态分布尺度因子数值输入形状因子计算模块进行计算，并得到对数正态分布形状因子数值；S106、将对数正态分布尺度因子数值、对数正态分布形状因子数值和敏感器件累积的电离辐射总剂量输入失效率计算模块进行计算，并得到总剂量效应失效率。本专利技术与现有技术相比具有以下的优点：采用本专利技术的测算方法，通过对检测得到的对数正态分布尺度因子数值、对数正态分布形状因子数值及电离辐射总剂量进行总剂量效应失效率计算，从而获得敏感器件在任务末期的总剂量效应失效率；并依此判断航天器内敏感器件在任务周期内因总剂量效应而发生故障的失效率；有助于进行航天器电子系统的可靠性分析和优化设计的指导，进一步降低航天工程的设计和实施成本。附图说明以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术实施例一的方法步骤图（框图）；图2是本专利技术实施例二的方法步骤图（框图）。具体实施方式实施例一：参见图1所示，本实施例中的一种敏感器件总剂量效应失效率的测算方法，包括以下步骤：1、提供多份待检测的器件样品；本专利技术中最少提供5份器件样品；本实施例具体提供了11份器件样品以供检测，以使所检测得到的器件尺度因数和形状因数更加趋于准确；当然待检测的器件样品越多则得到的器件尺度因数和形状因数就越趋于准确，可以根据实际实验环境和实验条件选取器件样品的数量。所述的器件样品的规格、型号等参数均与已发射的敏感器件相同，也就是说来自同一工艺、同一批次和同一封装的器件，以此保证对敏感器件的总剂量效应失效率测算的准确性。所述的器件样品和敏感器件均是指航天器的电子系统中所用的器件，而且是对电离辐射的总剂量效应敏感的器件，例如航天器内的CPU等。2、通过失效剂量检测装置对各器件样品分别进行失效剂量检测；具体过程如下：通过失效剂量检测装置中的模拟辐射源对各器件样品依次进行辐射；在辐射过程中通过失效剂量检测装置中的剂量测定仪器实时监测并记录器件样品的电离辐射总剂量，直至器件样品失效；在剂量测定仪器实时监测过程中若器件样品发生跳变，则剂量测定仪器记录器件样品跳变点的辐照时间，并计算出器件样品在跳变点时累积的电离辐射总剂量，该累积的电离辐射总剂量为失效剂量，所述跳变点即为器件样品失效的时间点。本实施例中所述的失效剂量是指单个器件样品在失效时所累积的电离辐射总剂量。所述模拟辐射源应是钴60γ源的均匀场，试验前应依据实际情况采用剂量测定仪器先确定器件样品所在位置的辐射场强度，以保证符合试验等级和均匀性要求。本实施例中所述的失效剂量检测装置其具体结构，以及利用失效剂量检测装置对各器件样品分别进行失效剂量检测的过程均属于本领域的现有技术，此处不再过多赘述。3、将各器件样品的失效剂量输入尺度因子计算模块进行对数正态分布尺度因子计算，并得到对数正态分布尺度因子数值；所述尺度因子计算模块内设置有基于以下数学公式建立的数学计算模型：式中：μ为对数正态分布尺度因子，用于表示多个器件样品在地面模拟试验的累积平均失效剂量；n为器件样品数量；RFAIL-TID-i为第i个器件样品的失效剂量，单位：krad(Si)；尺度因子计算模块将各器件样品的失效剂量分别代入以上数学公式进行计算，并最终得到对数正态分布尺度因子。本实施例中所述的尺度因子计算模块采用具运算能力的单片机、笔记本电脑或台式电脑均可；理论上讲尺度因子计算模块只要具备一般运算能力即可。4、将对数正态分布尺度因子数值输入形状因子计算模块进行对数正态分布形状因子计算，并得到对数正态分布形状因子数值；所述形状因子计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种敏感器件总剂量效应失效率的测算方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、提供多份待检测的器件样品；S2、对各器件样品分别进行失效剂量检测；S3、将各器件样品的失效剂量输入尺度因子计算模块进行计算，并得到对数正态分布尺度因子数值；S4、将对数正态分布尺度因子数值输入形状因子计算模块进行计算，并得到对数正态分布形状因子数值；S5、预测敏感器件累积的电离辐射总剂量；S6、将对数正态分布尺度因子数值、对数正态分布形状因子数值和敏感器件累积的电离辐射总剂量输入失效率计算模块进行计算，并得到总剂量效应失效率。

【技术特征摘要】
1.一种敏感器件总剂量效应失效率的测算方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、提供多份待检测的器件样品；S2、对各器件样品分别进行失效剂量检测；S3、将各器件样品的失效剂量输入尺度因子计算模块进行计算，并得到对数正态分布尺度因子数值；所述尺度因子计算模块内设置有基于以下数学公式建立的数学计算模型：式中：μ为对数正态分布尺度因子；n为器件样品数量；RFAIL-TID-i为第i个器件样品的失效剂量；S4、将对数正态分布尺度因子数值输入形状因子计算模块进行计算，并得到对数正态分布形状因子数值；S5、预测敏感器件累积的电离辐射总剂量；S6、将对数正态分布尺度因子数值、对数正态分布形状因子数值和敏感器件累积的电离辐射总剂量输入失效率计算模块进行计算，并得到总剂量效应失效率。2.根据权利要求1所述的敏感器件总剂量效应失效率的测算方法，其特征在于：还包括如下步骤：将总剂量效应失效率与参考总剂量效应失效率进行比较，以此分析判断敏感器件的可靠性。3.根据权利要求2所述的敏感器件总剂量效应失效率的测算方法，其特征在于：所述形状因子计算模块内设置有基于以下数学公式建立的数学计算模型：式中：σ为对数正态分布形状因子。4.根据权利要求3所述的敏感器件总剂量效应失效率的测算方法，其特征在于：所述失效率计算模块内设置有基于以下数学公式建立的数学计算模型：式中：λTI...

【专利技术属性】
技术研发人员：王群勇，
申请(专利权)人：北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11