Best of Soviet Semiconductor Physics and Technology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:American Inst. of Physics

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

出品人:

页数:360

译者:

出版时间:1991-03-01

价格:USD 176.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780883187821

丛书系列:

图书标签:

• 半导体物理
• 苏联
• 技术
• 电子学
• 材料科学
• 物理学
• 工程学
• 历史
• 冷战
• 科学

好的，下面为您提供一个图书简介，该书与《Best of Soviet Semiconductor Physics and Technology》无关，专注于一个全新的、具体的领域： 《深空探测器抗辐射加固技术：设计、材料与应用》 引言：探索宇宙的严峻挑战 宇宙，这片广袤无垠的疆域，对任何进入其中的人造系统都是无情的考验。深空探测器，作为人类延伸至太阳系边缘乃至星际空间的“眼睛”和“手”，必须在极端恶劣的环境中保持长久可靠的运行。其中，宇宙射线、太阳粒子事件和地球磁层粒子，构成了对电子设备最主要的威胁——辐射损伤。电子元件的单粒子效应（SEE）可能导致瞬时翻转或永久性失效，而总剂量效应（TID）则会系统性地降低器件性能，最终导致任务失败。 本书《深空探测器抗辐射加固技术：设计、材料与应用》深入剖析了针对这些严峻挑战所发展的一整套综合性工程方法论。它不仅是为航天电子工程师、任务规划者和系统架构师准备的权威指南，也是对寻求理解极端环境下电子系统韧性科学的科研人员的宝贵参考。 第一部分：辐射环境与效应基础 本书的开篇部分，首先为读者构建了一个坚实的理论基础，详细描绘了深空辐射场的物理特性及其对半导体器件的微观影响。 第一章：深空辐射场建模与量化 本章详细介绍了太阳活动周期对太阳高能粒子（SEP）事件的影响，以及银河宇宙射线（GCR）的能谱分布。我们超越了传统的总剂量（TID）和总电离剂量（TID）概念，着重讨论了针对高能离子和重原子（HZE粒子）的线性能量转移（LET）模型。深入分析了美国国家航空航天局（NASA）制定的环境模型（如AP-8/AE-8模型，以及更高精度的CREME96模型），并探讨了如何根据特定任务的轨道（如地月空间、火星转移轨道或行星际空间）来定制辐射剂量评估。 第二章：半导体器件的辐射损伤机制 此部分聚焦于微观层面。我们详尽阐述了电离辐射在硅基、砷化镓（GaAs）和新型宽禁带半导体（如SiC和GaN）中产生的物理效应。重点讨论了非电离能量沉积（NIEL）的计算方法，以及它如何转化为器件层面的缺陷积累。针对特定器件结构，如MOSFET的栅氧化层陷阱电荷累积、BJT的电流增益下降（$eta$衰减）和CCD/CMOS成像器的噪声增加，提供了详尽的物理模型和实验验证数据。 第三章：单粒子效应（SEE）的物理与统计 SEE是深空任务中的“定时炸弹”。本章细致区分了软错误（SEU、SEFI）和硬错误（SEL、SEGR、SEU）。我们不仅解释了离子撞击产生载流子对的物理过程，更重要的是，提供了如何通过测试和模拟来预测这些事件发生的概率（如截面建模）。特别关注了对存储器（SRAM、DRAM、Flash）和微处理器中锁存器（Latch-up）的触发机制分析。 第二部分：抗辐射加固设计策略与技术 本书的核心价值在于其对实用化加固技术的系统性梳理与比较。本部分从系统级到器件级，提供了实现高可靠性的多层次策略。 第四章：系统级与板级抗辐射加固 本章讨论如何通过架构设计来应对辐射。内容涵盖：冗余技术（N-模冗余NMR、投票机制VOTING），动态故障检测与恢复策略（如软件重启、硬件复位）。详细比较了三种主要的系统架构：全硬化系统、混合加固系统和基于软件容错的系统。此外，还探讨了屏蔽设计，包括材料选择（Tantalum、Tungsten等）和厚度优化，以实现质量与防护效能的最佳平衡。 第五章：抗辐射加固电子器件的选择与应用 本章是技术选型的指南。首先评估了商用现货（COTS）器件在宇航应用中的潜力，及其通过筛选、退化测试（Burn-in）和“筛选加固”（Screening Hardening）所能达到的可靠性等级。随后，深入探讨了专业宇航级加固器件（Rad-Hard Components）的设计理念，例如：采用全绝缘体硅（SOI）工艺的优势，特别是其对消除衬底寄生导通和SEL的贡献。内容涵盖特定加固存储器、加固微处理器（如SPARC、PowerPC的抗辐射版本）的关键设计修改。 第六章：容错电路设计与纠错编码 在系统对辐射事件“免疫”不可行的情况下，容错成为关键。本章详细介绍了纠错码（ECC）在数据存储和传输中的应用。重点阐述了BCH码、循环冗余校验码（CRC）在处理随机错误和突发错误方面的性能差异。对于控制逻辑，本书讨论了基于奇偶校验的逻辑电路设计，以及如何在关键路径中引入延迟和锁定检测机制，以确保控制信号的完整性。 第三部分：先进材料与未来趋势 为了应对更深远的探索任务，技术必须不断演进。本部分展望了下一代抗辐射材料和制造工艺。 第七章：宽禁带半导体（WBG）在抗辐射中的潜力 碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）因其高击穿电场和优异的热导率，正成为高功率深空电子设备的新宠。本章分析了这些材料在GCR环境下的辐射响应特性，特别是它们相对于传统硅基器件在总剂量效应方面的固有优势，以及它们在抗辐射电源管理单元（PMU）中的集成案例研究。 第八章：抗辐射工艺技术的前沿进展 本书的最后一部分聚焦于制造工艺的创新。详细介绍了绝缘体上硅（SOI）的不同类型（如SIMOX和Smart Cut）及其在提高器件总剂量阈值方面的具体实施方案。同时，探讨了通过改变结区几何结构（如更深的P-N结隔离）来有效抑制单粒子诱发闩锁的先进布局技术。此外，对新型抗辐射封装技术，如先进的热管理和电磁屏蔽封装，也进行了全面的综述。 结论：构建面向未来的星际电子系统 《深空探测器抗辐射加固技术：设计、材料与应用》不仅是一本技术手册，更是对未来深空探索任务可靠性要求的一次深刻预演。通过系统地融合辐射物理学、材料科学和高级电子工程，本书为构建能够在数十年内穿越太阳风暴、抵御宇宙射线、安全执行任务的下一代航天电子系统，提供了坚实的技术蓝图和可操作的工程路径。

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