敏感器件总剂量效应失效率的测算方法
【专利摘要】本发明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。
【专利说明】敏感器件总剂量效应失效率的测算方法
【技术领域】
[0001] 本发明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。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 因此，针对以上不足，本发明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。
【发明内容】
[0005] 本发明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。
[0006] 本发明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：
[0007] S1、提供多份待检测的器件样品；
[0008] S2、对各器件样品分别进行失效剂量检测；
[0009] 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；
[0010] 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；
[0011] S5、预测敏感器件累积的电离辐射总剂量；
[0012] 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。
[0013] 进一步地，还包括如下步骤：
[0014] 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。
[0015] 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：
[0016]
【权利要求】
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： 51、 提供多份待检测的器件样品； 52、 对各器件样品分别进行失效剂量检测； 53、 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； 54、 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； 55、 预测敏感器件累积的电离辐射总剂量； 56、 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 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； η为器件样品数量； RFmi为第i个器件样品的失效剂量。
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 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。
5. 根据权利要求4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： 入TID为总剂量效应失效率； T为卫星设计寿命； RS_TID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。
6. 根据权利要求5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 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。
7. 根据权利要求6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 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。
8. -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： 5101、 预测敏感器件累积的电离辐射总剂量； 5102、 提供多份待检测的器件样品； 5103、 对各器件样品分别进行失效剂量检测； 5104、 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； 5105、 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； 5106、 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。
【文档编号】G06F19/00GK104143038SQ201310173100
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年5月10日 优先权日:2013年5月10日
【发明者】王群勇 申请人:北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司