ABB PCD235B101 3BHE032025R0101装置中的硅原子核相互作用

   宇宙粒子以一定的概率与装置中的硅原子核相互作用。然后粒子的能量取代撞击的原子并可能产生新的粒子种类。尽管在硅晶体中产生了微观缺陷，但所产生缺陷的浓度，即使在使用寿命期间，也不会导致典型辐照条件下非工作设备的可测量退化。对于操作的半导体设备，情况可能有所不同。逻辑设备或存储器通常通过一个小的充电电容器来存储它们的信息。在这里，宇宙粒子的沉积能量可能会导致比特翻转，从而导致信息丢失。在支持电场的设备中，宇宙粒子的沉积能量可能会导致通过电场放大的局部电荷云。可以在偏置设备上检测到短电流脉冲。这种效应被用于物理实验的粒子探测器，以识别和计数高能粒子。在支持高电场的器件中，如功率半导体器件，沉积的能量可能导致形成流光对于半导体器件的宇宙射线耐久性测试，需要在合理的测试时间内获取数据。这可以通过以下方式实现：

• 并行测试许多设备，以在测试时间内获得更高的故障事件概率。

• 通过在测试期间以比典型应用更高的阻断电压操作它们来提高被测设备的灵敏度。然后需要推断典型应用的故障率。这种方法在宇宙射线强度调查的初期就被使用过。

• 另一种加速测试的方法是增加宇宙射线通量。如前所述，宇宙粒子的强度增加到 10,000 – 15,000 m asl 的高度 在功率半导体器件的宇宙射线耐久性研究开始时，这种效应被用来减少测试时间。ABB 在海拔 3580 米的瑞士阿尔卑斯山少女峰高海拔研究站运营着一个测试实验室，见图 4。在此海拔高度，宇宙粒子的强度大约是海平面的 10 倍。

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