随着近几年航天技术的蓬勃发展，世界各国都提出了一系列深空探测任务规划。而应用于极端辐射环境下组成电子系统的电子器件的辐射损伤以及失效响应成为了开展工作任务的关键因素。首先，与地球附近进行的各类型航天活动相比，火星，木星探测以至于系外星体探测等高可靠，长寿命航天任务对系统抗辐射性能的要求更高，甚至有可能需要面对高出现有总剂量指标几个数量级的极高累积电离总剂量辐射。其次，对应用于其上的大部分双极工艺器件来说，极高累积总剂量下存在的低剂量率辐射损伤增强(ELDRS)效应，使得辐射效应变得更为复杂，也导致了对其进行准确高效评估的需求。近期大量研究发现，低于10mrad(Si)/s的剂量率辐照下损伤还在继续增大，利用现有高于实际空间剂量率的10mrad(Si)/s剂量率对ELDRS效应进行评估仍然会有高估的风险。最后，现阶段的各类型加速评估方法适用范围都具有局限性，从长远来看，远无法满足极低剂量率高电离总剂量辐射对双极器件影响的验证评估。因此，亟需在现有低剂量率(10mrad(Si)/s)辐照、较低总剂量(100krad(Si))辐射损伤效应的理解基础上，对未来低剂量率高电离总剂量(≥300krad(Si))，以及极低剂量率(≤5mrad(Si)/s)环境下可能应用的各类型双极工艺器件的辐射效应，损伤机制以及加速评估方法，进行前瞻性的系统性研究，以应对即将到来的航天时代的考验。本文工作在前人大量研究分析的基础上，利用六款成熟双极工艺制作的不同国产星用分立纵向PNP双极晶体管，针对高电离总剂量及极低剂量率环境下双极晶体管的辐射响应，开展了一系列空间极端辐射条件下的双极晶体管辐射效应及其机理研究，主要研究了10mrad(Si)/s低剂量率辐照到500krad(Si)高总剂量下ELDRS效应及其响应影响因素，极低剂量率(≤5mrad(Si)/s)下的剂量率响应的变化及其机制，以及变温辐照加速评估方法(TSI)在国产PNP晶体管上的适用性，和对极低剂量率辐照损伤评估的探索，分析了不同总剂量以及不同剂量率辐射对双极晶体管的影响机制。（1）获得了在100rad(Si)/s剂量率辐照、 1Mrad(Si)总剂量水平下国产双极晶体管全部直流参数响应规律，发现国产双极晶体管抗1Mrad(Si)总剂量的良好抗辐射性能；获得了不同工艺国产星用双极分立器件在100rad(Si)/s、10mrad(Si)/s剂量率辐照下，总剂量达500krad(Si)的ELDRS效应规律。分析得出，影响500krad(Si)总剂量下剂量率效应的产生，主要与来自于工艺过程中引入的浅能级氢化氧空位缺陷，与后发空穴反应直接释放质子，以及界面处累积的氢分子在深能级氧空位裂解间接释放质子的过程相关；（2）基于从100rad(Si)/s到0.1mrad(Si)/s的七个高低剂量率进行的PNP双极晶体管的辐照实验发现，总体而言，退化随剂量率的降低仍不断加剧，但不同工艺器件表现出不同的损伤趋势。初步分析认为，极低剂量率下器件性能的持续退化与氧化物陷阱电荷的大量退火，及界面态的大量生成之间的竞争密切相关；（3）利用基于高温加速空穴逃逸和质子直接生成，以及降低温度加速质子的间接释放建立的变温辐照加速评估方法（TSI），对不同国产双极工艺晶体管进行的加速评估研究发现，TSI方法在国产晶体管上具有较好的适用性，但在更低剂量率下的评估应用还需要综合考虑剂量率，温度，电场以及工艺引入的本征缺陷数量的影响，进行更进一步的优化探索。综上所述，本工作主要从极高电离总剂量(500krad(Si))，极低剂量率(≤5mrad(Si)/s)角度，开展了不同成熟国产工艺双极晶体管剂量率效应的探索研究，并验证了变温辐照加速评估方法在国产双极晶体管上的应用，探索了该方法在极低剂量率下的扩展应用，为航天电子元器件在真实低剂量率大剂量辐照环境下的国产化工程评估应用，提供了数据和理论支撑。