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05月
10
2023
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宇宙射线通过哪些手机

宇宙射线是一种高能粒子,来源于太阳系外的宇宙辐射,主要由质子组成。这些粒子穿过大气层进入地球。由于其中一部分能量很高,可以穿透一些物质,包括人造物质,会对电子设备产生干扰,特别是在手机技术中。

宇宙射线通过手机主要有两种形式:单粒子翻转(single-event upset, SEU)和单粒子失效(single-event latchup, SEL)。

宇宙射线通过哪些手机

SEU是一种短暂的信号失真,会影响存储器和逻辑器件。例如,在手机中,存储器芯片上的电荷在电场下移动,即会形成0或1状态的二进制代码。然而,当宇宙射线与芯片相互作用时,一个电子会在芯片中相应的位置散发能量,并形成电子感应引发信号失真,导致位错误。不过,这种影响通常很短暂,一般只持续几毫秒。当发生SEU时,手机会自动进行重置或重新启动,从而恢复其正常工作状态。

SEL是一种严重的损害,可能导致设备失效,对手机的稳定性和可靠性造成严重影响。这种影响可以通过攻击芯片中的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)进行模拟。当一个质子进入半导体器件时,它会在其中散发出很多电荷。在某些情况下,这些电荷可以使芯片上的MOSFET被感应放大并上电,也就是导致SEL。这样,MOSFET之后的电路元件接受到高电压,可能被损坏,直接导致芯片失效。

然而,我们目前的手机技术已经可以抵抗宇宙射线干扰。目前市面上大部分手机芯片都采取硅片设计制造,而硅片材料本身就具有很好的防辐射性能,并具有隔离功能。芯片上的电路元件为了避免出现SEU和SEL,有效地完成了相应的电路设计和防护措施。例如,异常检测和自动重置系统。另外,现代手机芯片厂商还在芯片上采用了遮蔽层技术,通过在芯片上添加碳、铝等金属层来降低宇宙射线对芯片的影响。

此外,现代手机芯片还采用了多通道设计,将各种电路分开处理,并在芯片上采用了过程控制技术,对芯片的制造过程严格控制。这些技术使得手机电路格外复杂。手机芯片中电路元件的防护和防辐射性能的提高是一个持续演进的过程,以适应不断升级的技术,满足用户对手机的需求。

由此可见,宇宙射线可能对手机的稳定性和可靠性造成影响,但现代手机芯片采用的防辐射技术和优良材料使得手机已经具有了非常好的抗干扰能力,因此,我们大可放心使用手机,享受便捷的通讯和娱乐服务。