混合动力车中对无ELDRS组件的要求

作者：BRIAN BENNETT 

太空任务的趋势需要更多的测试轮次？特别是增强型低剂量率灵敏度（ELDRS）测试 - 混合部件中的组件。然而，这些ELDRS要求可能不是必需的，因为它们无法解释混合设备中电子设备复杂相互作用的整体情况。

多年来，对太空任务的要求变得更加详细和复杂。这些增加的要求的一个方面导致对杂交种内部单个组分进行增强型低剂量率灵敏度（ELDRS）分析的请求增加。随着高级客户将其项目的各个部分外包给分包商，这些ELDRS要求成为对无ELDRS组件的需求，以便在程序的许多要求列表中检查要求。这种清单心态可能是一种容易采取的途径，但它可能导致不必要的测试和比实际需要更严格的要求。此外，这些严格的要求可能会阻碍设计抗辐射（抗辐射）的混合动力车的艺术。

发展历程

ELDRS测试是一种更准确地表征地球轨道空间环境电子设备的方法。从历史上看，测试是以大于50 rad（Si）/秒的剂量率进行的。然而，在地球轨道上，剂量率不会超过10 mrad（Si）/秒。为了解释这种差异，根据MIL-STD-883测试方法1019，在高剂量率（HDR）测试后，测试样品将在指定的时间和温度下退火。ELDRS测试是在试图将高剂量率（与退火）测试和低剂量率测试相关联的研究显示双极装置中不同的辐射效应之后设计的。

什么是电子语言处理协会？

ELDRS是一种测试，用于确定零件在各种辐射环境中的能力;部件具有 ELDRS，或者部件没有 ELDRS。根据MIL-STD-883测试方法1019条件D，样品以50至300拉德（Si）/秒的HDR和小于10 mrad（Si）/秒的低剂量率（LDR）照射。如果LDR样品的测量参数变化超过HDR样品测量参数变化的1.5倍，则认为这些部件具有ELDRS;如果偏移比小于1.5，或者零件通过了LDR的所有预辐照测试限值，则这些零件被认为是无ELDRS的。

是否有必要在没有 ELDRS 的情况下使用？

仅仅因为一个组件不是没有ELDRS的，并不意味着它仍然不能被使用;必须检查使用情况。以美国国家半导体公司制造的LM136-2.5基准电压源为例。LM136-2.5 是一款可调电压基准，最高可达 2.49V。国家电视台制作了一个无ELDRS的版本，但原始的HDR强化版本在许多情况下足以使用。图 1 显示，在 HDR 强化的 LM136 中，齐纳电压中的 LDR 漂移比 HDR 漂移更显著。

图 1：齐纳电压漂移与HDR硬化LM136-2.5的总电离剂量的关系。

如图1所示，在30克拉德（Si）LDR总电离剂量（TID）水平下，无偏样品显示出小于20mV的漂移。对于2.49V的平均设定点，这会导致0.8%的误差（0.02V/2.49V）。LM136-2.5 的无 ELDRS 版本，如表 1 所示，辐照至 100 克拉德（Si），导致 0.12% 的误差（在 Vadj 打开的情况下）。根据应用程序的不同，此错误可能是可以容忍的。

表 1：无电子密度传感器 LM136-2.5 参数漂移，在低密度密度电压下具有 100 克拉（硅）TID。

在LDR和HDR下表征设备后，假设该设备不是无ELDRS的，则最终用途应确定该部件是否可以使用以及是否可以解释辐射损坏。由于抗辐射设备的许多应用都在地球轨道内，因此LDR损坏的影响通常更令人担忧。

检查功能块

回到混合水平，辐射测试的更大关注点应该是混合水平。仅仅因为一个元件具有ELDRS并不意味着它会在电路中失效。真正的测试是混合级参数是否符合辐照后规范。在线内相互作用可以抵消LDR退化，或者被认为重要的参数可能不会影响混合级参数;在类似但相反的场景中，如果使用无ELDRS器件，当LDR漂移不能抵消电路另一部分的漂移时，被认为不重要的参数可能会变得很重要。

回到LM136-2.5，其使用的一个例子是在反馈环路中作为参考，通过运算放大器产生误差信号。如果运算放大器采用TID进行特性分析，则可能会在输入失调电压中看到一个不同的方向（TID的漂移趋势为正或负）。利用已知的输入失调电压漂移方向，可以将LM136-2.5放置在适当的输入端（反相或非反相），以抵消基准电压源的齐纳电压位移和运算放大器的输入失调电压位移（根据基准电压源所在的引脚，在初始误差信号之后的某个地方可能需要反转）。根据所选运算放大器漂移的大小，这可能无法完全抵消，但这种补偿技术可以减少HDR设计的LM136-2.5上0.8%的误差。此外，如果设计使用这种HDR设计的LM136-2.5，并切换到无ELDRS设计以满足客户的要求，则由于缺乏补偿，误差信号将与TID的漂移更大。

在前面的示例中，可以使用无ELDRS基准电压源和无ELDRS运算放大器来最小化两种漂移，但是使用这些无ELDRS器件的成本会大大增加整个混合动力车的成本。在组件上购买ELDRS担保可以将零件的成本从几美元提高到几百美元。此外，当公司致力于LDR强化设计时，原始设计的属性可能会被忽略（例如，在关注失调电压和偏置电流硬化时，运算放大器带宽可能会被忽略）。更优雅的解决方案是可用的，并且成本更低，但是许多混合动力车的采购商没有自由地深入研究设计以验证辐射漂移;他们的手经常被客户强加给他们的要求所束缚。

在迁移到无 ELDRS 之前进行评估和测试

总之，主要的设计问题应该真正在混合或功能块级别，而不一定是在组件级别。功能块内的单个组件可能会抵消彼此的辐射效应，或者组件的影响可能不会对混合级参数造成很大的影响。过渡到无ELDRS组件会增加成本，但不一定能提高性能。在评估杂交种是否可以在低剂量环境中使用时，无ELDRS的成分应该是一个指南，而不是一个严格的规则。