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目录 1

第一章引言 1

1.1模拟 3

1.2分析 3

1.3质量控制 6

1.4鉴定 9

1.5分析方法 10

1.6对易损性分析时的几项工作 11

第二章辐射环境和辐射效应 14

2.1概要 14

2.2定义 15

2.3辐射的量度 22

2.4核武器环境 24

2.5 1百万吨核爆炸 28

2.5.1马赫茎 29

2.5.2粒子和射线 29

2.5.3放射性粒子沉降 33

2.6超压 33

2.6.1动压 37

2.6.2等值线 37

2.6.3概述 38

2.7核环境中的辐射强度 40

2.7.1 γ射线 43

2.7.2中子 52

2.7.3电磁脉冲 57

2.7.4热冲击 58

2.7.5噪声 62

2.7.7光 63

2.7.6极光效应 63

2.7.8冲击波 64

2.7.9气候变化 64

2.7.10其它效应 65

2.8宇宙环境 65

2.8.1太阳系内的自然辐射强度 66

2.8.2宇宙射线 66

2.8.3空间辐射强度 67

2.8.4太阳风 71

2.8.5宇宙膨胀和物质变化* 75

2.8.6放射性碳C14 75

2.8.7地球所吸收的太阳能 75

2.9反应堆环境 76

2.9.1核电站 77

2.9.2加速器 78

2.9.3剂量测定 80

2.9.4《NAP》和《SNAP》发电机 80

2.9.5核电池 82

2.10电视 83

2.11辐射的生物学效应 84

第三章 电子材料和无源元件的辐射效应 93

3.1辐射对材料的穿透 93

3.1.1模拟设备 93

3.1.2计算机模拟 94

3.1.3辐射的探测和测量 94

3.2能量和材料的相互作用 96

3.2.1作用于材料的辐射 96

3.2.2电子间的相互作用 96

3.2.3 γ射线（X射线）和物质的相互作用 97

3.2.4α粒子的穿透 99

3.2.5中子对材料的损伤 99

3.2.6瞬时辐射 100

3.2.7核辐射粒子 101

3.2.8同位素 103

3.2.9放射性核素 103

3.2.10 α粒子的放射 103

3.2.11中子和γ射线的关系 104

3.2.12电磁辐射 104

3.2.13裂变过程 106

3.2.14放射性粒子的分类 106

3.2.15辐射加热 107

3.2.16电离效应 107

3.2.17屏蔽材料 108

3.2.18静电屏蔽 109

3.3绝缘材料的辐射效应 110

3.4磁性材料的辐照效应 116

3.5材料及部件的总剂量阈值 119

3.6辐照引起的电阻率变化 123

3.7光学材料的辐射效应 126

3.8电气分系统的辐射损伤 126

3.9辐照所引起的金属性能的变化 138

3.10空间辐射环境用的材料 138

3.11互辐射效应 143

3.12辐射对镍和镉的影响 144

3.13晶体在辐射环境中的敏感性 144

3.14部件分析 146

3.14.1参数变化与辐射能量的关系 146

3.14.2加固器件的性能 147

3.15焊料的热损伤 148

3.16连接器的热损伤 149

3.17电阻的核加固 149

3.18电容器的核加固 151

3.19电缆分析 155

3.20核辐照环境中的热电偶 159

3.21红宝石激光器的敏感性 160

3.22其它电子部件的辐射效应 162

第四章半导体器件的辐射效应 168

4.1基本半导体效应 169

4.2中子环境下晶体管特性的叙述 170

4.3表面复合速度 172

4.6高注入水平 173

4.5发射极效率 173

4.4基极－发射极场区的复合 173

4.7电流增益截止频率 174

4.8位移损伤过程 174

4.9对入射能量的依赖关系 176

4.10损伤常数对电阻率和注入水平的依赖关系 178

4.11双极晶体管的中子损伤常数 179

4.12硅材料的损伤常数 180

4.13锗分析 182

4.14离子注入 183

4.15半导体器件的结论 188

第五章分立器件的模型设计和辐射灵敏度分析 194

5.1 p-n结器件 194

5.1.1计算机模型设计 194

5.1.2半导体体内的电离效应 194

5.1.3集总模型技术 196

5.2包含辐射效应的二极管模型 199

5.3本征晶体管的光响应 206

5.3.1详细的晶体管集总模型 210

5.3.2包含辐射效应的埃伯施－莫尔（Ebers-Moll）晶体管模型 212

5.3.3模型设计小结 220

5.4二极管的核加固 220

5.4.1p-n结的二次击穿 225

5.4.2雪崩二极管 225

5.4.3微波雪崩二极管振荡器 226

5.4.4隧道二极管 228

5.4.5变容二极管的抗中子辐射性分析 229

5.5晶体管的核加固 233

5.5.1方程推导 234

5.5.2有关辐射效应的一些表格 242

5.5.3功率晶体管 247

5.5.3.1抗辐射硅n-p-n功率晶体管 248

5.5.3.2k′值的解释和使用 249

5.5.3.3辐照数据分析 251

5.5.4结型场效应晶体管分析 256

5.5.4.1瞬态辐射效应 256

5.5.4.2永久性损伤 257

5.5.5绝缘栅场效应器件 260

5.6可控硅整流器 261

5.7对确定标率的元器件（晶体）的影响 264

5.8真空管 265

5.9太阳电池 265

5.10奥氏器件 277

5.11电池组 278

5.12提要 279

第六章集成电路的辐射效应 285

6.1集成电路与分立元件电路辐射效应的比较 286

6.2中子效应 288

6.3 γ剂量率的影响 296

6.4对扩散电阻的影响 298

6.5包含光子、质子和电子效应的典型电路分析 299

6.6闭锁机理 302

6.7四层开关作用 303

6.8二次击穿 306

6.9持位电压击穿 307

6.10氧化物电荷堆积 309

6.11介质隔离 310

6.12集成电路中的互补金属－氧化物－半导体晶体管（CMOS） 319

6.13调节器和触发器 326

6.14方向和展望 327

第七章 电路与等效电路分析 333

7.1元件分析与电路分析 333

7.2分析步骤 334

7.3电压调节器和电源 341

7.4辐射环境中的电路设计 342

7.4.1有源与无源元件的数量比低 342

7.4.2电路功率损耗低 342

7.4.3最大的逻辑灵活性 343

7.4.4退火 343

7.4.5计算机辅助电路设计 345

7.5封装 346

7.5.1厚膜微电路 346

7.5.2梁式引线连接 350

7.5.3薄膜微电路 351

7.7迂回躲避法 353

7.6中子对放大器偏压的影响 353

7.8设计方法 357

7.9准则 362

第八章电磁脉冲 366

8.1说明 366

8.2使用脉冲函数的近似算法 371

8.3电压和电流尖锋信号 373

8.4电磁场衰减 374

8.5对电磁脉冲的屏蔽 375

8.6对天线系统的影响 377

8.7半导体器件的电磁脉冲效应 381

8.8平衡加固 385

8.9.1控制设计 386

8.9电磁脉冲干扰的控制 386

8.9.2接地 387

8.9.3屏蔽 390

8.9.4接合 394

8.9.5滤波器 395

8.9.6其它建议 396

8.10结论 398

第九章可靠性问题 403

9.1可靠性公式 403

9.2定义 405

9.3原则 407

9.4核加固子系统可靠性举例 407

9.5可靠性核加固标准 412

9.6统计分析 412

9.6.1非均匀辐射效应 413

9.6.2独立分析的不一致性 414

9.7影响可靠性和成本的其它因素 415

9.8降低额定值 416

9.9威布尔曲线 417

9.10失效概率 418

9.10.1失效概率与时间的关系 421

9.10.2失效概率与辐射水平的关系 422

9.11影响可靠性因素 424

9.12关于可靠性结论 425

第十章评论与展望 427

10.1 1980～1990年的展望 427

10.2核加固成本 428

10.3计算机模型 430

10.4问题范围 435

10.5系统的瞬变现象 436

10.6γ剂量率问题 437

10.7损伤机理 438

10.8辐射效应分析 439

10.9核加固委员会 441

10.10加固的改进程序 442

10.11损伤量的变化 443

10.12加固的成本 445

10.13建议 446

附录A 名词注释 447

附录B 变换表和图 490

附录C 补充的书目 501

附录D 辐射的历史和事实 513

附录E 计算机模拟 520