电子器件辐射失效分布函数选择及生存概率的计算探讨

颉彦强 谭观友 李春红

摘 要：本文主要介绍电子器件在辐射失效的情况下失效分布函数选择以及生存概率的计算，主要采取的方法是通过设置假设数据来判断电子器件的辐射分布失效类型，监测数据显示，在实验中测试的数据或者样品较少时，器件辐射的失效一般分为几种，为了使得分布失效呈现最佳状态，选择最大熵方法进行初步验证，计算不同计量下的电子器件生存概率计算。结果显示，样本量越少器件的总体均值和标准差越不可靠。运用贝叶斯Bayes进行总体仿真计算，再选择最大熵原理进行验证，得出计算的总均值和标准差，最终确立电子器件辐射失效分布，分析结果表明，失效分布更加符合物理实际。

关键词：电子器件;辐射失效;分布函数;生存概率计算

引言：重点分析不同条件下失效分布函数在电子器件辐射中的失效函数以及生存概率的计算。但是受到各种局限性的问题，我们能够得到的数据较少，很难确认验证方法是否正确，针对这个问题，文本也提出了一些奇特的确认方法，用来加以验证。

1.失效分布函数选择规律

根据辐射损伤的一般规律变化，电子器件受辐射作用力的影响较大，辐射的应力与器件的失效率成正比，也是外环境辐射力的增函数。一般通过几种分布函数来表述器件的失效程度。根据有关数据研究表明，正态分布随时间递增，呈现先增后减的趋势，时间越大，分布失效率为0;一般选择正态、截尾正态、对数正态或者Weibull分布作为器件辐射损伤失效的数学模型进行。

2.电子器件辐射失效分布函数确立

通过对四种电气器件进行实验，得到的器件失效数如下表所示

通过表中的各项数据得出分布函数服从正态、截尾正态、对数正态或者Weibull分布。通过柯尔莫哥洛夫的检验方法对验证的数据进行检测，将检验的数值设置在0.05左右，实验结果表明，分布结果都能描述器件的失效。但是在此基础上又有了新的问题出现，四种分布结果都能描述器件的失效，效果的最好的是哪一种呢，为了解决这种实验猜想，将正态、截尾正态、对数正态或者Weibull分布四种分布方法进行检验，最终选择了最大熵方法进行函数检验，解决了上述猜想。

3.最大熵方法的检验

3.1最大熵方法的基本特征

最大熵原理最早是在1957年由E.T.Jaynes 提出的，主要是一种选择随机变量统计特性最符合客观情况的准则，也被称为最大信息原理，最大熵原理一般能测试各种均值或者是某种限定条件下的值，检测的方法有很多，其中有一种的分布熵最大，选择最大熵的分布最为随机变量的分布，是一会走过有效的检测方法，也是最客观的一种选择。

3.2电子器件辐射失效分布函数的最大熵法确立

电子器件辐射的失效分布函数中采用最大熵法进行检验能够更好的计算出不同范围内，不同分布函数所对应的熵值。根据熵值的大小计算出分布函数，结果如下图所示。

根据上表显示，修正截尾正态分布失效最合理，积分区间（0，2000）正态分布熵值最大。表一中七个实验数据，最小的失效剂量为1005，总计量越大，生存概率就越小，不作为重点研究的剂量范围参考。

4.贝叶斯Bootstrap仿真方法计算分布值与标准差

通过最大商法确定了器件的失效分布函数，得出总体分布参数，可以鉴定器件的失效情况。贝叶斯Bootstrap仿真方法进行仿真计算，对应不同位置的总体均值和标准差进行优化[4]，具体结果如下表显示。

通过贝叶斯Bootstrap仿真方法计算最大熵，仿真结果显示器件的失效分布均值与标准差，对应的失效分布函数就能随之确认。

结束语：本文针对电子器件辐射失效分布函数选择以及生存概率的计算，选择使用最大熵原理进行计算，得出了电子器件失效的分布函数，通过采用贝叶斯Bootstrap仿真方法，对器件长得失效值和标准差进行计算，计算结果显示最大熵值的总体均值、标准差得出电子器件的实现分布。针对生存概率的计算，实验结果表明通过计算部分的分布参数得出整体的分布参数，在物理方法上分析并不能论证，通过总体的失效均值和标准差进行区间估算，运用最大熵的方法进行检验，计算出相应的均值和标准值，从而确定总体最优的失效分布函数，使用最大熵原理更具合理性。

參考文献：

[1]白小燕， 王桂珍， 齐超，等. 基于样本空间排序法的电子器件抗瞬时电离辐射性能评估方法[J]. 现代应用物理， 2020（3）.

[2]白小燕， 王桂珍， 齐超，等. 基于样本空间排序法的电子器件抗瞬时电离辐射性能评估方法[J]. 现代应用物理， 2020（3）.

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