工作在空间辐射环境下的双极器件和集成电路,受电离辐射特别是低剂量率电离辐射后,其电性能严重退化,极大的限制了空天电子系统的在役寿命,如何提高双极器件和电路的抗低剂量率电离辐射累积效应损伤能力具有非常重要的意义。但是在低剂量率辐射损伤增强效应（ELDRS）的机理方面目前尚未有统一清晰的模型,在工程上如何提高双极器件和集成电路的抗低剂量率辐射损伤是亟待突破的瓶颈。本论文从辐射效应、各类工艺评估、器件结构及工艺优化设计、运放电路应用验证等多个方面开展工作,具体如下:1、对国内五个常用商用双极工艺平台典型器件的辐照效应进行了全面的试验摸底,结果表明,各种工艺都有明显的低剂量率电离辐射损伤增强效应,相对而言,40V SOI互补双极工艺的NPN晶体管的归一化电流增益衰降幅度最小,两种互补双极工艺中的VPNP管具有较强的抗辐射能力,各横向PNP管的辐射增强效应最强,需要重点研究和改进。2、重点开展了抗辐射双极器件的设计与工艺实现。将辐照损伤机理和器件结构、工作原理和工艺技术相结合,从器件结构优化设计、工艺条件优化、新材料应用等方面着手,设计了三个方案并开展流片和样品试验。其中C方案在基区掺杂浓度分布优化、基区上方氧化层厚度减薄以及提高Si-SiO2界面工艺质量等多个方面改进,试验结果表明:NPN管、横向PNP管在低剂量率总剂量电离辐射后功能正常,达到了设计目标。3、将上述新结构双极器件单元应用于一种运算放大器的设计,通过工艺流片、样品制作和两轮辐照试验,验证了技术方向的正确性和可行性。与进口商用电路相比,本文设计的电路具有一定的抗总剂量辐射能力,衬底PNP输入的运放电路在0.1 rad（Si）/s条件下辐照后,参数虽有较大变化,但仍然在规范限内;但是距太空环境的极低剂量率抗辐射要求还有较大差距,需要进一步改进提高。本文设计和实现了一种新双极器件和运放电路方案,试验结果表明达到了论文工作目标。虽然样品离航天工程实用化还有一定距离,研究过程和方法具有一定的工程参考价值,为后续用于太空环境抗低剂量率辐射的双极器件及模拟集成电路研制打下了坚实的基础。