2-80  LM741在不同 γ剂量率辐照下的对比

牟维兵  徐  曦

在双极线性器件存在氧化物层，在低剂量率辐照时，在氧化物内产生过量的俘获电荷，在低电场下，这种俘获电荷传输到界面要花很长的时间。在室温下，氧化物内的电荷传输要经几百秒时间，体区内远离界面的俘获电荷甚至不传输。对于双极器件，当辐照剂量率小于10rad/s时，电离损伤会与剂量率相关，并且损伤会增加。

用双极集成电路LM741CN作为实验样品，辐照剂量率分别为0.01，10，30rad/s。选用中国计量测试研究院和四川大学低剂量联合实验室的小钴源（放射性活度1000Ci）和中国工程物理研究院钴源公司的钴源。实验样品14只，其中10只用于实验，4只用于备份和比较。实验样品共分3组，分别对应3种不同的剂量率。其中0.01rad/s剂量率的器件4只，另外2种剂量率各3只。每组样品分别摆放在3个不同剂量率的实验点，样品交替摆放，外加铅砖屏蔽，尽量减小散射及样品间的相互影响。

测量参数为输入偏置电流I_B和开环增益A_OL，采用BC3912模拟集成电路参数测试仪进行测量。根据测量数据，绘出LM741CN在不同剂量率下开环增益G_open和输入偏置电流平均值I_in随辐照剂量D的变化关系曲线，见图1，2。

从图1，2中可以看到，单运放开环增益随辐照剂量的增加而减小，和辐照剂量率的变化不显著，0.1rad/s剂量率的变化稍微大一点，10，0.1rad/s剂量率在辐照剂量500Gy时相差达128%；输入偏置电流随辐照剂量的增加而增加，并随剂量率的增加而变大，10rad/s和30rad/s剂量率在辐照剂量500Gy时相差17.9nA；从曲线变化来看，2种参数在不同剂量率下的差异都有随辐照剂量的增加而增大的趋势。