单稳态触发器
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作者：李赛
近两周，空间中心“脉冲激光试验单粒子效应实验室”为所承担的国科大天文与空间学院“航天器空间环境效应”课程开展了12学时的单粒子效应实验课。在前三轮规定内容环节中，同学们分别针对基础PN结形成的单粒子瞬态脉冲、单粒子锁定及其防护、单粒子翻转阈值等内容进行了实验，深化了对单粒子效应的理解，锻炼了动手能力。在最后一轮的自主设计和实验环节，同学们便开始发动脑细胞来搞事情做科研了，自选器件，自主设计电路，自己操作激光辐照设备和测量观测仪器等，研究单粒子效应对电路系统的影响和危害。
郝梦坛、杨墨欣、李自豪、冯凯斌等一组成员通过调研决定选取单稳态触发器作为主电路核心器件，将截止状态的二极管作为前端电路，尝试激励前端电路产生单粒子瞬态脉冲，实验研究该瞬态脉冲对主电路的影响。为保证实验的顺利进行，该组成员提前两天来我室实验室进行了电路调试，为实验当天顺利、快速的完成实验奠定了基础。
单稳态触发器只有一个稳定状态和一个暂稳态，其正常工作时，输出高/低电平；若前端电路受到单粒子轰击形成的瞬态脉冲并输入到该触发器时，其将从稳定状态翻转到暂稳态。该组同学利用脉冲激光辐照处于截止状态的二极管，使其产生单粒子瞬态脉冲，再将这个脉冲注入到该触发器的输入端，通过输出端采样电阻两端的电压波形变化来直观感受单粒子瞬态脉冲对后续数字电路产生的影响。图1所示分别为实验电路图和实测图。
图1 实验电路图和实测图
下图为示波器采集的输出电压的波形。其中，器件正常工作时输出高电平，如图2所示；注入的单粒子瞬态（激光辐照二极管产生）波形如图3所示；注入单粒子瞬态后，该器件输出从稳定状态变为暂稳态，波形如图4、图5所示。
图 2
图 3
图 4
图5
虽然在实验前已做了充足准备，但在实际操作实验时，仍遇到两路电压不能同时加电、示波器不能采集输出电平等问题，同学们通过认真排查电路连接解决了加电问题，通过和助教老师讨论解决了示波器采样问题，最终快速、成功的完成了其自主设计的实验。从课上听讲到完成规定的单粒子实验，再到自主设计电路并完成实验，同学们已将课上所学知识和实习时动手操作的经验融会贯通，同时也对航天器空间环境效应课程有了更深层次的理解，在这里为他们点赞！
该组同学合影留念
