Q-Tech晶体振荡器辐射数据

1972年Q-Tech晶振公司在美国加利福尼亚州成立，自创办以来，一直深入研究性能好的石英晶体振荡器产品，并为太空空间站，航天设备供应晶振，公司通过了ISO9001和AS9100认证。主要服务井下探测，航天航空，军工设备，通信网络等领域，改进了小型化，高频率，低成本的设计方案，Q-Tech晶体振荡器融合了多项新的技术和工艺，专门为太空设备研发并生产出多款空间振荡器。

空间产品历史

1985年Q-Tech决定进入太空应用市场并收到MILSTAR计划的第一份订单。事实上，Q-Tech连续两年获得了TRW“年度供应商奖”。

1994年，Q-Tech成为几乎所有卫星的混合石英晶体振荡器的主要供应商制造商在美国。

1999年，Q-Tech因其对卡西尼计划的贡献而获得JPL/NASA奖。今天是2014年至今，Q-Tech在空间市场服务了29年，并且在设计方面取得了长足的进步经验丰富，品质卓越，飞行历史记载众多，推出了大量新产品。

Q-TECH辐射硬度保证计划

1.0资格

1.1所有活跃的EEE组件都具有辐射（总电离剂量，位移损伤，和单个事件影响）特征数据代表了飞行批次设备的部件飞行申请。

2.0总电离剂量测试

2.1总电离剂量（TID）是给定材料中由能量产生的吸收剂量电离辐射的沉积。TID是通过电离在介质中沉积的能量的量度每单位质量的辐射。

2.2总电离剂量（TID）是一种长期失效机制，而SEE则是瞬时失效失败机制。

2.3总电离剂量测试按照MIL-STD-883测试方法1019.7或MIL-STD-750测试方法1019.5。

2.4测试条件代表预期应用中的最坏情况，通常为2倍余量。

2.5对于可能易受ELDRS影响的线性双极集成电路和半导体器件，测试在0.001Rad（Si）/s至0.1Rad（Si）/s至50kRad（Si）或100kRad（Si）下进行，两者均为动力和无动力。

3.0位移损伤测试

3.1位移损伤（DD）是核相互作用的结果，通常是散射引起的晶格缺陷。质子可能会导致双极器件的位移损坏。移位损坏是由于质子，电子和电子的累积长期非电离剂量损伤中子。进入的粒子和晶格原子之间的碰撞随后发生位移来自原始晶格位置的原子。

3.2位移损坏试验按照MIL-STD-750试验方法1017.1或MIL-STD-883测试方法1017.2。

3.3可以用中子位移损伤或质子位移损伤来表征转换为等效的1MeV中子损伤能量密度。4.0组合总电离剂量和位移损伤效果.。

4.1如果使用单独的样品进行总电离剂量和位移损伤，则效果如下按MIL-HBK-814中的描述进行分析。

4.2样品可用于提供的位移损伤和电离剂量测试在完全电离剂量测试之前进行位移损伤（中子）测试。

5.0零件降级设计限制

5.1部件降级的设计数据限制应基于MIL-HBK-814以确保批次满足0.99/90（99％的人口在90％置信水平）统计标准。特别GPSIII设计限制要求0.9999/90（99.99％和90％置信度）。

6.0单次事件（SEE）测试

6.1在空间轨道中使用的有源EEE组件，可能容易受到单一事件的影响所需的测试数据足以计算预期的单一事件影响率应用。

6.2单事件效应（SEE）是对电路正常运行造成的干扰单个离子通过或靠近电路中的敏感节点。SEE可能具有破坏性或非破坏性的。破坏性SEE包括单事件闭锁（SEL），单事件烧毁（SEB）和单事件门破裂（SEGR）。非破坏性SEE包括单事件扰乱（SEU），单事件瞬变（SET）和单事件功能中断（SEFI）。

6.3重离子测试单事件闩锁，烧坏，瞬态和紊乱。适当的偏见和工作条件：最坏情况偏置和闭锁温度，烧坏。对于单一事件镦粗，瞬态，偏置和工作条件是最低工作电压和空间温度环境。

6.4能量损失测量-线性能量转移（LET）：测量材料中的能量沉积，例如硅。LET单位是MeV/mg/c㎡（每面密度的能量）。

6.5横截面是一种易感性的度量，单位是c㎡（区域）。

Q-TECH设计标准符合辐射规格限制

1.0查看每个客户的辐射硬度要求。尽量确保任务的石英晶振参数因为可靠性，可用性，操作性和寿命都得到满足。参见下图中的示例。

2.0涉及的人员包括辐射工程师，可靠性工程师，组件工程师和设计工程师。

3.0应用设计指南并降低辐射保证余量。

4.0采购适用于应用的RHA水平的EEE活性组分。搜索可用符合要求的辐射硬化组件。搜索商业替代品可能会被筛选出来。

5.0从组件级别的供应商处获取辐射测试数据。可能需要进行额外的测试验证和验证。

6.0对完成的贴片振荡器（如有必要）执行TID测试，以收集用于最坏情况分析的数据（WCA）。

后TID辐射测试结果如下所示，20-FlatPack3.3Vdc空间时钟为80.000MHz旨在满足辐射要求。

核武器环境

核武器的辐射主要由光子（X射线和γ射线）和中子组成。在小于20ns内发射的即时辐射产生已知的瞬态电离脉冲作为剂量率脉冲。Q-Tech测试程序，用于快速剂量闩锁和组件和组件的紊乱振荡器的水平得以实施。剂量率测试通常在电子线性上进行加速器（LINAC）或闪光X光机确定镦粗的阈值剂量率。剂量速率单位是rad/sec。

Q-TECH是GPSIII空间时钟振荡器的供应商

Q-Tech是GPSIII计划所有高可靠性空间混合振荡器的现有供应商应验证所有半导体器件和微电路的辐射质量一致性维护以保证所有飞行单位的生存能力。洛克希德马丁公司的GPSIII核硬度保证计划（NHAP）3GPS-PN-07-0014是符合TOR-2006（1590）-4432附录B，GPSIII零件材料和过程控制，计划要求和TOR-2006（1590）-4430的附录A，GPSIII技术电子零件，材料和工艺要求。下图显示了用于GPSIII的NPN微波晶体管的Q-TechRLAT测试计划的示例空间时钟。

Q-TECH辐射测试活动

Q-Tech在Space中的第一个设计是一个5.0VdcTTL逻辑，它使用一个NPN晶体管2N2222ASprague驱动8输入正NAND门TI。Q-Tech开始评估有源元件的辐射硬度通过元件测试或OSC晶振级别确保。第一次辐射测试早在1991年

一直持续到今天。

Q-Tech通过直接测试或与我们的供应商合作，积累了辐射库顾客。今天我们有超过数百个测试结果。

1998年各种Q-TECH振荡器的TID（HDR）测试结果。

标准空间时钟的典型测试TID（HDR）

用于剂量率UPS的闪光X射线测试和空间时钟上的锁定

在TAMU和美国伯克利以及比利时的两个回旋加速器设施进行单事件测试。该测试使用15MeVSEE光束至40MeV光束范围（低LET）。

图显示了QT88上的测试截面的横截面

QT88系列振荡器中SEE的威布尔参数和速率计算

图1显示了MRFC901MOTOROLANPN晶体管的三角形应用一类S电压调节器HS-117RH的LDR线路调节的例子进入最坏情况分析

供应商数据表显示空间调节器HS117-RH的最低情况下的电压调节剂量率TID测试为±0.2％/V.

Q-Tech将最坏情况的辐射测试用于空间设计的模拟。辐射下最差情况下的半导体和微电路参数（hFE，频率delta，Line调节电压，电压偏移等用于计算最坏情况分析。

B+振荡器的Q-TECH辐射测试

Q-Tech有一个强大的辐射计划，了解空间应用的环境，设计和建造空间级混合时钟振荡器以满足或超过要求。辐射硬度测试为自然空间辐射环境提供了紧密的模拟。该辐射测试在MIL-PRF-55310C组测试的第2组中是可选的，并且只能在以下情况下执行客户要求。

Q-Tech于2009年成功推出了B+航天低轨道应用.Q-Tech上线并采用2.0μmCMOSFACT技术和1.3μmBiCMOS至MIL-PRF-38534，K级辐射批次验收测试（RLAT）涵盖高剂量率的总电离剂量（TID）测试（HDR）和低剂量率（LDR），以及单事件效应（SEL，SEU）。B+产品线涵盖CMOS+2.5Vdc，+3.3Vdc和+5Vdc，低至15kHz至220MHz的晶振频率，以及40MHz至40MHz的LVDS 350MHz+2.5Vdc和+3.3Vdc。在每个晶圆批次上进行辐射测试，可追溯到晶圆数量。

47年以来，美国Q-Tech晶振公司开发的有源晶振型号有非常多款，主要有OSC晶振，TCXO温补晶振，VCXO压控晶振，OCXO恒温晶振等系列，另外还有量产SAW声表面滤波器，主要是应用到航天工程，因此规格和品质非常高。同时也可以用于其他高端产品，可发挥出优良的低相位抖动，低相噪，低功耗，低电压，低损耗，低电平等特性。