Best of Soviet Semiconductor Physics and Technology pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:American Inst. of Physics

作者:Levinshtein, Mikhail; Shur, Michael S.;

出品人:

頁數:360

译者:

出版時間:1991-03-01

價格:USD 176.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780883187821

叢書系列:

圖書標籤:

• 半導體物理
• 蘇聯
• 技術
• 電子學
• 材料科學
• 物理學
• 工程學
• 曆史
• 冷戰
• 科學

好的，下麵為您提供一個圖書簡介，該書與《Best of Soviet Semiconductor Physics and Technology》無關，專注於一個全新的、具體的領域： 《深空探測器抗輻射加固技術：設計、材料與應用》 引言：探索宇宙的嚴峻挑戰 宇宙，這片廣袤無垠的疆域，對任何進入其中的人造係統都是無情的考驗。深空探測器，作為人類延伸至太陽係邊緣乃至星際空間的“眼睛”和“手”，必須在極端惡劣的環境中保持長久可靠的運行。其中，宇宙射綫、太陽粒子事件和地球磁層粒子，構成瞭對電子設備最主要的威脅——輻射損傷。電子元件的單粒子效應（SEE）可能導緻瞬時翻轉或永久性失效，而總劑量效應（TID）則會係統性地降低器件性能，最終導緻任務失敗。 本書《深空探測器抗輻射加固技術：設計、材料與應用》深入剖析瞭針對這些嚴峻挑戰所發展的一整套綜閤性工程方法論。它不僅是為航天電子工程師、任務規劃者和係統架構師準備的權威指南，也是對尋求理解極端環境下電子係統韌性科學的科研人員的寶貴參考。 第一部分：輻射環境與效應基礎 本書的開篇部分，首先為讀者構建瞭一個堅實的理論基礎，詳細描繪瞭深空輻射場的物理特性及其對半導體器件的微觀影響。 第一章：深空輻射場建模與量化 本章詳細介紹瞭太陽活動周期對太陽高能粒子（SEP）事件的影響，以及銀河宇宙射綫（GCR）的能譜分布。我們超越瞭傳統的總劑量（TID）和總電離劑量（TID）概念，著重討論瞭針對高能離子和重原子（HZE粒子）的綫性能量轉移（LET）模型。深入分析瞭美國國傢航空航天局（NASA）製定的環境模型（如AP-8/AE-8模型，以及更高精度的CREME96模型），並探討瞭如何根據特定任務的軌道（如地月空間、火星轉移軌道或行星際空間）來定製輻射劑量評估。 第二章：半導體器件的輻射損傷機製 此部分聚焦於微觀層麵。我們詳盡闡述瞭電離輻射在矽基、砷化鎵（GaAs）和新型寬禁帶半導體（如SiC和GaN）中産生的物理效應。重點討論瞭非電離能量沉積（NIEL）的計算方法，以及它如何轉化為器件層麵的缺陷積纍。針對特定器件結構，如MOSFET的柵氧化層陷阱電荷纍積、BJT的電流增益下降（$eta$衰減）和CCD/CMOS成像器的噪聲增加，提供瞭詳盡的物理模型和實驗驗證數據。 第三章：單粒子效應（SEE）的物理與統計 SEE是深空任務中的“定時炸彈”。本章細緻區分瞭軟錯誤（SEU、SEFI）和硬錯誤（SEL、SEGR、SEU）。我們不僅解釋瞭離子撞擊産生載流子對的物理過程，更重要的是，提供瞭如何通過測試和模擬來預測這些事件發生的概率（如截麵建模）。特彆關注瞭對存儲器（SRAM、DRAM、Flash）和微處理器中鎖存器（Latch-up）的觸發機製分析。 第二部分：抗輻射加固設計策略與技術 本書的核心價值在於其對實用化加固技術的係統性梳理與比較。本部分從係統級到器件級，提供瞭實現高可靠性的多層次策略。 第四章：係統級與闆級抗輻射加固 本章討論如何通過架構設計來應對輻射。內容涵蓋：冗餘技術（N-模冗餘NMR、投票機製VOTING），動態故障檢測與恢復策略（如軟件重啓、硬件復位）。詳細比較瞭三種主要的係統架構：全硬化係統、混閤加固係統和基於軟件容錯的係統。此外，還探討瞭屏蔽設計，包括材料選擇（Tantalum、Tungsten等）和厚度優化，以實現質量與防護效能的最佳平衡。 第五章：抗輻射加固電子器件的選擇與應用 本章是技術選型的指南。首先評估瞭商用現貨（COTS）器件在宇航應用中的潛力，及其通過篩選、退化測試（Burn-in）和“篩選加固”（Screening Hardening）所能達到的可靠性等級。隨後，深入探討瞭專業宇航級加固器件（Rad-Hard Components）的設計理念，例如：采用全絕緣體矽（SOI）工藝的優勢，特彆是其對消除襯底寄生導通和SEL的貢獻。內容涵蓋特定加固存儲器、加固微處理器（如SPARC、PowerPC的抗輻射版本）的關鍵設計修改。 第六章：容錯電路設計與糾錯編碼 在係統對輻射事件“免疫”不可行的情況下，容錯成為關鍵。本章詳細介紹瞭糾錯碼（ECC）在數據存儲和傳輸中的應用。重點闡述瞭BCH碼、循環冗餘校驗碼（CRC）在處理隨機錯誤和突發錯誤方麵的性能差異。對於控製邏輯，本書討論瞭基於奇偶校驗的邏輯電路設計，以及如何在關鍵路徑中引入延遲和鎖定檢測機製，以確保控製信號的完整性。 第三部分：先進材料與未來趨勢 為瞭應對更深遠的探索任務，技術必須不斷演進。本部分展望瞭下一代抗輻射材料和製造工藝。 第七章：寬禁帶半導體（WBG）在抗輻射中的潛力 碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）因其高擊穿電場和優異的熱導率，正成為高功率深空電子設備的新寵。本章分析瞭這些材料在GCR環境下的輻射響應特性，特彆是它們相對於傳統矽基器件在總劑量效應方麵的固有優勢，以及它們在抗輻射電源管理單元（PMU）中的集成案例研究。 第八章：抗輻射工藝技術的前沿進展 本書的最後一部分聚焦於製造工藝的創新。詳細介紹瞭絕緣體上矽（SOI）的不同類型（如SIMOX和Smart Cut）及其在提高器件總劑量閾值方麵的具體實施方案。同時，探討瞭通過改變結區幾何結構（如更深的P-N結隔離）來有效抑製單粒子誘發閂鎖的先進布局技術。此外，對新型抗輻射封裝技術，如先進的熱管理和電磁屏蔽封裝，也進行瞭全麵的綜述。 結論：構建麵嚮未來的星際電子係統 《深空探測器抗輻射加固技術：設計、材料與應用》不僅是一本技術手冊，更是對未來深空探索任務可靠性要求的一次深刻預演。通過係統地融閤輻射物理學、材料科學和高級電子工程，本書為構建能夠在數十年內穿越太陽風暴、抵禦宇宙射綫、安全執行任務的下一代航天電子係統，提供瞭堅實的技術藍圖和可操作的工程路徑。

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