[发明专利]基于恒流源的剂量率远程在线自动测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体辐照实验测试技术领域，尤其涉及一种基于恒流源的剂量率远程在线自动测试系统及方法。

背景技术

对空间辐射环境的研究始于上世纪四十年代。随着地球磁场俘获带电粒子形成的强辐射带(Van-Allen带)的发现和相继发生的辐射引起的卫星运行故障，空间辐射环境的研究越来越受到重视，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辐射总剂量监测的技术，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，剂量计记录信息与电子学系统接口困难，数据处理繁琐等问题。

二十世纪七十年代，英国的Holmes-Siedle提出了空间电荷剂量计的概念。特定工艺的P沟道金属-氧化物-半导体晶体管(PMOSFET)受到电离辐射后，在其氧化层中产生的俘获正电荷和界面态会导致阈值电压的漂移，阈值电压漂移的幅度与辐射剂量呈现近乎于线性的单调对应关系。在此基础上，可以利用电离辐射引起PMOSFET阈值电压的变化作为辐射敏感参量，进行辐射总剂量测量。

但是目前存在的一系列剂量计仍然存在着一些问题。目前存在的剂量计都不能实现对剂量率的远程在线测量。在地面Co-60源γ射线环境下可以模拟空间总剂量辐照环境，但是γ射线特别是剂量比较大的γ射线对人体损伤比较大，因此必须进行远程测试，本发明就是为满足此种极限环境的测试而产生的。

目前的剂量计无法实现电脑控制、电脑精确读数的功能。这导致了测试精度偏差比较大，人为读数误差比较大。本发明也是在目前这种测试条件下应用而生的，以实现精确读数、没有人为误差的功能。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种剂量率远程在线自动测试系统，以实现在实验人员无法进入现场的总剂量辐照环境中对剂量率的远程在线精确测量，并在计算机屏幕上实时显示测试曲线，实时显示和处理测试结果剂量率。

本发明的另一个目的在于提供一种剂量率远程在线自动测试法，以实现总剂量辐照环境下的剂量率远程在线精确测量，并在计算机屏幕上实时显示测试曲线，实时显示和处理测试结果剂量率。

(二)技术方案

为达到上述一个目的，本发明提供了一种基于恒流源的剂量率远程在线自动测试系统，该系统包括：

主控计算机，用于运行图形监控测试程序，向数据采集卡输出控制信号，并接收数据采集卡返回的待测SOI PMOS源端电压测试结果，然后对该测试结果进行计算得到剂量率并显示；

数据采集卡，用于根据接收自主控计算机的控制信号执行数据采集，通过测试开发板的数据采集模块采集DUT开发板中待测SOI PMOS的源端电压并返回给主控计算机；

测试开发板，用于产生30μA的恒定电流，然后将该30μA的恒定电流通过电缆线输出给辐照源内DUT开发板，同时用于对DUT开发板中待测SOI PMOS的源端电压进行采集；以及

辐照源内DUT开发板，用于将接收的30μA的恒定电流施加至待测SOI PMOS上。

上述方案中，所述主控计算机内部运行一图形监控测试程序，该图形监控测试程序由一个While循环形成，由LABVIEW程序语言通过模块化可视化的编程实现，用于控制数据的采集。

上述方案中，所述数据采集卡为6210USB数据采集卡，用于进行模拟电压采集以及波形编程输出。

上述方案中，所述测试开发板包括恒流源模块和数据采集模块，恒流源模块用于给DUT开发板提供30μA的恒定电流，数据采集模块用于从DUT开发板中采集数据。

上述方案中，所述电缆线为35米长2芯屏蔽电缆线，用于将接收自测试开发板的30μA的恒定电流通过电缆线传递至辐照源内DUT开发板。

上述方案中，所述辐照源内DUT开发板内部至少可插器件1个，通过2芯屏蔽电缆线与测试开发板相连接，器件有2个引出端口。

为达到上述另一个目的，本发明提供了一种基于恒流源的剂量率远程在线自动测试方法，该方法包括：

主控计算机运行图形监控测试程序，向数据采集卡输出控制信号；

数据采集卡根据接收的控制信号执行数据采集，控制测试开发板的数据采集模块采集DUT开发板中待测SOI PMOS的源端电压；

测试开发板在数据采集卡的控制下采集DUT开发板中待测SOIPMOS的源端电压，并将采集的DUT开发板中待测SOI PMOS的源端电压通过数据采集卡返回给数据采集卡；