标准解读
《GB/T 44181-2024 空间环境 宇航用半导体器件在轨单粒子翻转率预计方法》这一标准文件,专注于为航天领域中使用的半导体器件提供一种科学的预测手段,以评估其在太空特殊环境下遭遇单粒子翻转(Single Event Upset, SEU)现象的潜在频率。下面是对该标准核心内容的展开说明:
该标准首先明确了适用范围,即针对设计用于空间环境中的半导体器件,包括但不限于集成电路、存储器等,这些器件在太空中由于高能粒子的撞击,可能会发生单个比特错误,即单粒子翻转,这是影响航天电子系统可靠性的关键因素之一。
标准内容概览:
-
定义与术语:详细界定了与单粒子翻转相关的专业术语,确保了在执行标准时的统一理解和沟通基础。
-
空间环境描述:概述了太空环境中的辐射特性,包括高能粒子种类(如质子、重离子)、辐射通量、能量谱分布等,这些都是导致半导体器件SEU的重要外部因素。
-
器件特性要求:规定了进行SEU率预计时所需考虑的半导体器件特性,如敏感体积、架构设计、抗辐射加固措施等,以及如何获取和验证这些数据。
-
预测模型与方法:核心部分,介绍了一套或几套基于理论分析和/或实验数据建立的模型,用于量化估算在特定轨道环境下,半导体器件经历单粒子翻转的概率。这可能涉及蒙特卡洛模拟、统计分析或其他数学工具。
-
实验验证与校准:提供了对预测模型进行验证和校正的方法,强调通过地面模拟实验或在轨实测数据来验证预测结果的准确性和可靠性。
-
数据处理与报告:规范了数据处理流程及预测结果的呈现方式,确保不同研究和应用单位之间结果的可比性和一致性。
-
不确定性分析:讨论了预测过程中的不确定因素,如环境模型的不确定性、器件参数的变异等,并提出了评估和减小这些不确定性的策略。
如需获取更多详尽信息,请直接参考下方经官方授权发布的权威标准文档。
....
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- 现行
- 正在执行有效
- 2024-07-24 颁布
- 2024-07-24 实施
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文档简介
ICS
49.020
CCS
V06
中华人民共和国国家标准
GB/T44181—2024
空间环境
宇航用半导体器件在轨
单粒子翻转率预计方法
Spaceenvironment—Methodofsingleeventupsetratespredictionofsemiconduct﹘
ordevicesforspaceapplications
2024-07-24发布2024-07-24实施
国家市场监督管理总局发布
国家标准化管理委员会
GB/T44181—2024
目次
前言
·····································································································
Ⅲ
1
范围
··································································································
1
2
规范性引用文件
······················································································
1
3
术语和定义
···························································································
1
4
缩略语
································································································
2
5
原理
··································································································
2
6
流程
··································································································
3
7
空间带电粒子LET谱和质子能谱计算
·······························································
5
7.1
概述
······························································································
5
7.2
空间轨道参数和屏蔽厚度确定
···································································
5
7.3
空间带电粒子能谱计算
··········································································
5
7.4
LET谱计算
······················································································
6
8
辐照试验数据处理分析
···············································································
6
8.1
概述
······························································································
6
8.2
输入数据的准备
·················································································
6
8.3
重离子单粒子事件敏感参数获得
································································
6
8.4
质子单粒子翻转敏感参数获得
···································································
7
9
单粒子翻转率预计
····················································································
7
9.1
直接电离单粒子翻转率预计
·····································································
7
9.2
质子核反应在轨单粒子翻转率预计
······························································
9
10
其他类型在轨单粒子事件率预计
····································································
9
11
报告
·································································································
9
Ⅰ
GB/T44181—2024
前言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规
定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国科学院提出。
本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)归口。
本文件起草单位:中国空间技术研究院、国防科技大学、哈尔滨工业大学、北京微电子技术研究
所、中国科学院国家空间科学中心。
本文件主要起草人:孙毅、张洪伟、梅博、莫日根、于庆奎、魏志超、曹爽、唐民、朱恒静、
黄金英、梁斌、李昌宏、韩建伟、王天琦、马英起、郑宏超。
Ⅲ
GB/T44181—2024
空间环境
宇航用半导体器件在轨
单粒子翻转率预计方法
1范围
本文件描述了开展宇航用半导体器件(以下简称“器件”)在轨单粒子翻转率预计的方法,包括原
理、流程、空间带电粒子LET谱和质子能谱计算、辐照试验数据处理分析和单粒子翻转率预计等。
本文件适用于空间自然辐射环境中的质子和重离子引发器件单粒子翻转率的预计。单粒子功能中断
等其他类型单粒子事件率预计参考使用。本文件不适用于高能电子引发的单粒子翻转率的预计。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用
于本文件。
GB/T32452航天器空间环境术语
GB/T41206—2021空间环境(自然和人工)宇宙线和太阳能量粒子穿入磁层有效垂直地磁
截止刚度的确定方法
GB/T44001空间环境地磁场参考模型
3术语和定义
GB/T32452界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
线性能量传输LinearEnergyTransfer;LET
带电粒子沿径迹单位长度沉积的能量。
注:常用单位为兆电子伏平方厘米每毫克(MeV·cm2/mg)。
3.2
LET阈值thresholdLET
器件发生单粒子事件所需的最小LET值。
3.3
单粒子翻转截面SEUcrosssection
单位粒子注量辐照下发生单粒子翻转的数量。
注:σ=单粒子翻转数/(注量×cosθ),其中,σ为单粒子翻转截面,常用单位为平方厘米每器件(cm2/器件),或平
方厘米每位(cm
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