随着微电子和航空航天技术的快速发展,越来越多的半导体器件与集成电路被应用于航天器上。由于在空间环境工作,这些电子元器件会受到空间辐照的影响,使器件功能退化。双极型器件被广泛应用于在航天星载设备以及武器装备等领域,所以双极型器件的辐照效应和低剂量率辐照损伤增强效应被广泛研究。然而,国内外双极型器件辐照的研究均集中在器件特征电参数辐照效应的实验与机理上,关于辐照对噪声参数的影响研究很少。与电参数相比,低频噪声参数灵敏度更高,也可以表征双极型器件的辐照效应。本文旨在利用低频噪声表征双极型器件辐照损伤以及低剂量率辐照损伤增强效应。本文对双极晶体管以及双极线性稳压器的的辐照损伤机理进行了深入的研究,建立了1/f噪声表征辐照损伤模型。本文具体研究内容如下:(1)对高、低剂量率下的PNP晶体管的辐照效应进行了深入研究,建立了基于辐照效应的发射结空间电荷区表面复合电流模型和1/f噪声模型。研究发现界面态使表面复合电流增加,而氧化物电荷则起相反作用,但是界面态起主导作用,最终导致基极电流增加,导致PNP晶体管的电流增益退化。同时,研究也发现辐照感生的氧化物陷阱电荷和界面态是导致器件噪声性能退化的原因,这说明二者的退化都是由于氧化物陷阱电荷和界面态引起的。基于此,建立基于辐照效应的1/f噪声模型,该模型能很好的解释在高、低剂量率下辐照后噪声性能的退化。研究发现PNP晶体管的噪声参数和电参数一样,也具有低剂量率辐照损伤增强效应。并且与电参数相比,噪声参数更敏感,所以噪声参数也可以用来表征PNP晶体管的辐照损伤。(2)对高、低剂量率下NPN晶体管的辐照效应进行了深入研究,建立了基于辐照效应的基极表面复合电流和1/f噪声模型;根据所建立了模型,提出了一种定量计算辐照感生氧化物陷阱电荷和界面态的方法。研究发现与基极电流退化相同,氧化物陷阱电荷和界面态也是导致器件噪声性能退化的原因。根据基极电流和电流噪声退化的机理建立了基于辐照效应的基极表面复合电流模型和基极电流1/f噪声模型。比较高、低剂量率下辐照后电参数和噪声参数的退化,可以看出噪声参数比电参数更敏感,由于电参数和噪声参数的都是由于相同的缺陷引起的,所以噪声参数可以表征NPN晶体管的辐照损伤效应。根据所建立了模型,提出了一种定量计算辐照感生氧化物陷阱电荷和界面态的方法。由定量分离结果可以看出辐照在低剂量率下感生更多的氧化物陷阱电荷和界面态,正是这个原因产生了基极电流和基极电流1/f噪声的低剂量率辐照损伤增强效应。(3)研究了高、低剂量率下三端线性集成稳压器的辐照退化机理,建立了基于辐照效应的电参数和噪声参数退化模型。研究发现辐照引起的三端稳压器LM117的输出电压退化和1/f噪声性能退化主要都是由于其内部的带隙基准退化所致。辐照使带隙基准内部的双极NPN和PNP晶体管的基极表面复合流电增加,进而使基极电流增加,导致其参考电压发生退化,引起输出电压退化。同时基极表面复合电流的增加,使得基极表面1/f噪声电流增加,最终使得带隙基准的1/f噪声电压增加,从而使得输出噪声电压增加。并且发现,如同输出电压一样,输出电压噪声也具有低剂量率辐照损伤增强效应。通过比较可以发现1/f噪声参数比电参数敏感,由于二者的退化都是带隙基准退化引起的,所以1/f噪声参数也可以用来表征三端稳压器的电离辐照损伤。(4)对航天用探测器的电源电路的原理和组成进行了分析,对其高、低剂量率下辐照后性能变化进行了分析。对几个关键器件进行高、低剂量率下辐照辐照后,然后重新放到电源电路PCB上,发现输出电压没有变化,而噪声性能已经退化,并且在低剂量率下退化更为明显。这说明对探测器的电源电路而言,噪声参数更敏感,可以用来表征其辐照损伤。