空间辐射环境对活动在其间的卫星、飞船、空间站等的可靠性和寿命等都构成了严重威胁，卫星运行故障的相继发生，使得空间辐射环境的探测越来越受到重视，各种空间辐射探测技术和设备相继得到了应用，其中也包括一些用于总剂量监测的探测技术。如热释光(TLD)剂量计、尼龙薄膜剂量计、G-M计数管，PIN二极管，半导体探测器等。这些技术虽然取得了一定的成功，但也存在各自的缺陷。如难以实现在轨动态监测，有的存在着测量或读出电路复杂，系统体积或重量庞大，剂量记录信息与电子学系统接口困难，数据处理繁琐等问题。因此，研究方便、可靠的卫星舱内外辐射环境的电离辐射总剂量在轨监测技术，建立直观了解不同轨道、不同方位的卫星及载荷所受到的累积辐射剂量，对卫星、航天器的抗辐射设计、保证空间电子学系统的正常工作具有重要的指导意义。　　运用与卫星等航天器中的电子器件在空间辐射作用下将发生单粒子、电离及位移等辐射损伤（电离与位移辐射损伤统称累积辐射损伤，下同），其中累积辐射损伤与辐射粒子在器件Si/SiO2系统中的能量吸收或沉积有非常强烈的相关性，因此对空间发生的电子器件的累积辐射损伤的预警、加固和防护来说，仅从辐射粒子性质、强度等方面对空间辐射环境进行探测是一方面，还需要从入射粒子实际在Si的吸收剂量（累积辐射剂量）角度来探测空间辐射环境。　　目前，我国利用半导体器件累积辐射效应测量空间辐照效应的主要技术有:监测辐照累积总剂量的PMOS剂量计、利用双极器件的累积效应探测低剂量率辐射效应探测器、SRAM探测单粒子效应等探测技术。随着半导体器件的快速发展，探测技术也存在的一些理论与技术方面的问题。在总剂量探测方面:PMOS剂量计虽然有诸多优点，但是还面临高性能探头的开发利用，解决提高灵敏度、扩展量程、温度效应等持续改进问题;在位移损伤探测方面:随着航天对位移损伤效应研究引起越来越多的关注，位移辐射剂量探测的原理、方法等技术问题也成为最近研究的热点。另外，空间环境探测技术对探测仪的在线测量技术、小型化、集成化等问题上也提出了更高的要求。本文针对以上问题进行了一系列研究工作:　　针对PMOS剂量计的测量精度的稳定性测量方面研究。通过温度对不同结构传感器测量精度与灵敏度的影响、外围电路抗辐射能力对测量精度的影响、零温度系数点漂移随辐照总剂量的变化规律及物理机制等研究，进一步提升了现有PMOS剂量计的探测精度和可靠性，而对国产SOI工艺的PMOSFET进行的一系列剂量计辐照探头的可行性研究，则为下一代灵敏PMOS剂量计研制奠定的坚实基础;　　位移损伤剂量的p-i-n硅光二极管测试技术方面研究。通过研究p-i-n硅光二极管对不同入射辐照粒子产生的位移损伤特征及机制、适用于表征位移损伤剂量的敏感参数提取方法、p-i-n二极管剂量计测试系统的电路设计方法等研究，建立了p-i-n二极管剂量计初步模型，一定程度上填补了国内在空间位移辐射损伤环境探测方面的空白;　　在空间电离与位移辐射损伤在线测量系统的小型化、集成化方面研究。在对辐射粒子与材料的相互作用的基础研究之上，结合基于半导体辐射效应的空间环境探测系统参数的要求，初步设计成功了以RADFET和p-i-n光电二极管为核心的探测系统，该系统的建成将实现空间累积辐射效应测量的小型化、集成化、多点测量的功能。　　综上所述，本论文进一步提高了PMOS剂量计的性能和可靠性，发展了空间位移辐射环境的探测方法和探测技术，探讨了电离与位移辐射损伤在线测量系统的小型化、集成化，本论文的工作为空间环境的辐射剂量的监测、预报预警等提供了直接支持，对保障我国空间飞行器、特别是长寿命卫星类飞行器的可靠性具有十分重要的意义。