选用未见辐照研究报道的光电二极管类CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)图像传感器为研究对象，对数字型彩色、数字型黑白、模拟型黑白等三种CMOS器件进行了不同剂量γ射线、电子和中子的辐照效应和退火试验研究。为研究器件暗输出性能随辐照剂量的变化，设计出一套对此类器件整体暗输出性能进行辐照研究的试验思路、试验装置和试验内容；寻找到表征器件暗输出性能的参数；编制出图像数据处理软件，对辐照前后器件的暗输出特性参数进行了关键性的分析和计算；得到辐照和退火试验的一些新的有意义的结果。依据本试验结果，探讨了引起器件暗输出性能参数变化的理论机制。为CMOS图像传感器在微小和纳型卫星中的应用提供了可靠的试验基础。 研究的主要结果是：1.设计了一种采用分析暗输出性能变化的手段对CMOS图像传感器进行辐照效应研究的试验方法和技术路线，设计并编制了暗输出性能参数的分析软件。2.首次明确了此类CMOS图像传感器抗γ射线、电子和中子辐照剂量的阈值：模拟型：γ射线为1200Gy(Si)，电子为600Gy(Si)；数字型：γ射线为1000Gy(Si)，电子为500Gy(Si)，中子通量不超过1.3×1013/cm2。辐照剂量大于此阈值时，器件性能明显退化。3.分析认为：辐照在像素的氧化层中诱发的电子—空穴对和Si/SiO2界面形成的界面态使像素暗电流密度增加；同时也导致转移晶体管的阈值电压漂移，这是造成器件性能退化的主要原因。试验还表明，经过低剂量(小于400Gy(Si))γ射线辐照的数字彩色器件，其暗输出图像质量得到改善。4.试验发现经一定剂量γ射线辐照后，器件暗输出图像中出现大量白点和局部亮区或亮条。研究认为，这是由于像素制作工艺的不均匀性以及辐照后像素内部的“场增强”效应造成的。5.缺陷的复合以及界面态能级的转移造成γ射线和电子辐照后的器件有明显的室温退火行为，而中子辐照后的器件其室温退火行为不明显。6.研究表明，CMOS图像传感器有更强的抗粒子辐照能力，能够满足在辐照空间环境中应用的要求。