一种电离辐射总剂量测量芯片和校准方法技术

本发明专利技术提供一种电离辐射总剂量测量芯片及校准方法，所述电离辐射总剂量测量芯片包括使用BiCMOS工艺制作在同一硅片上的，通过集成电路依次相连的驱动电流源、测温器件和辐射敏感场效应晶体管；其中，所述驱动电流源输出恒定电流I0，依次流经所述测温器件和辐射敏感场效应晶体管，所述电离辐射总剂量效应测量芯片有V+、VR0、VR1、VR2和V

【技术实现步骤摘要】
一种电离辐射总剂量测量芯片和校准方法


[0001]本专利技术涉及星载电离辐射总剂量效应测量，具体涉及一种电离辐射总剂量测量芯片和校准方法。

技术介绍

[0002]随着商业航天等成本敏感型航天任务的增加，商业现货(COTS)器件被越来越多的应用于宇航活动。在卫星等航天器中，使用商业现货器件最需要解决的是空间环境适应设计与验证问题，具体来说主要是商业现货器件对空间热环境、空间辐射环境和效应的耐受能力评价、防护设计和验证问题。卫星轨道处于空间辐射环境中，不可避免地遭遇高能粒子(主要是高能质子及重离子)的辐射，会对商业现货器件产生电离辐射总剂量效应(TID)。这种效应是由于空间高能粒子产生的电离辐射剂量决定的，可能引起商业现货器件的故障和失效。开展电离辐射总剂量效应探测，获得典型轨道的总剂量效应数据，可为商业航天选用商业现货器件的指标制定以及器件辐射防护设计提供支撑。
[0003]测量电离辐射总剂量效应最为直接有效的手段是在卫星上搭载总剂量传感器设备。目前，总剂量测量传感器普遍基于辐射敏感场效应晶体管制作而成。然而，这种辐射敏感场效应晶体管多为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电离辐射总剂量测量芯片，其特征在于，包括使用BiCMOS工艺制作在同一硅片上的，通过集成电路依次相连的驱动电流源、测温器件和辐射敏感场效应晶体管；其中，所述驱动电流源输出恒定电流I0，依次流经所述测温器件和辐射敏感场效应晶体管，所述电离辐射总剂量效应测量芯片有V+、VR0、VR1、VR2和V
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共5个端口连接至集成电路外部，用于为芯片供电、电流I0设置、温度检测和总剂量测量。2.根据权利要求1所述的电离辐射总剂量测量芯片，其特征在于，所述恒定电流I0可以通过在芯片外接的电阻器进行微调，使电流I0的大小和温度稳定性满足使用要求。3.根据权利要求2所述的电离辐射总剂量测量芯片，其特征在于，所述测温器件工作在正向导通状态，在恒定电流I0的激励下，测温器件的PN结两端产生正向压降U
D
。4.根据权利要求3所述的电离辐射总剂量测量芯片，其特征在于，所述PN结的正向压降U
D
随温度变化的关系用如下式子表示：其中，U
D
是所述测温器件的正向压降；U0是绝对零度时的导带底与价带顶的电位差；k是波尔兹曼常数；q是电子电量；B是PN结发射面面积；η是材料和工艺有关的常数；I0是所述驱动电流源输出的恒定电流；T是所述测温器件的温度。5.根据权利要求1所述的电离辐射总剂量测量芯片，其特征在于，所述测温器件为测温二极管或测温三极管。6.一种校准方法，其特征在于，用于校准根据权利要求1
‑
5任一项所述的电离辐射总剂量测量芯片，包括以下步骤：步骤1：测量所述电离辐射总剂量测量芯片处于包括室温在内的N个不同温度T
i
时，辐射敏感场效应晶体管的阈值电压U
Ri
和测温器件的正向压降U
Di
；步骤2：按照如下的线性公式，根据测得的N组阈值电压U
Ri
和正向压降U
Di
，使用最小二乘法拟合确定温度系数κ，以及常数b；U

【专利技术属性】
技术研发人员：李昊，刘业楠，杨勇，葛丽丽，刘庆海，唐振宇，周原，李芳勇，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：