Выпуск 1, 2013 г.

Гармонизация порядка проведения испытаний ЭКБ на стойкость к ИИ КП в Роскосмосе с требованиями зарубежных стандартов. развитие испытательных средств роскосмоса

Анашин В.С.

Описаны основные аномалии в функционировании РЭА КА при воздействии ИИ КП на ЭКБ. Приведены обобщенный зарубежный подход к проблеме обеспечения стойкости, а также гармонизированный с требованиями зарубежных стандартов порядок контроля стойкости ЭКБ, принятый Роскосмосом. Приведены рекомендуемое к использованию нормативно-методическое обеспечение (включая согласованные на уровне РГ НТС МЦИ ЭКБ типовые методики испытаний) и испытательное оборудование (включая его характеристики).
Ключевые слова: ионизирующее излучение, космическое пространство, электронная компонентная база, гармонизация, методы испытаний, испытательные средства, одиночные эффекты, дозовые эффекты.

Критерий достаточности экспериментальных данных при оценках уровней пороговых сбоев и отказов изделий электронной техники при воздействии  импульсных ионизирующих излучений

Фигуров В.С.

Обоснован критерий достаточности экспериментальных данных при оценках уровней пороговых сбоев и отказов изделий электронной техники в процессе их испытаний на стойкость к воздействию импульсных ионизирующих излучений. Введение данного критерия в практику испытаний необходимо для обеспечения единства и достоверности результатов испытаний, позволяет оптимизировать объем дорогостоящих испытаний, а также оценить погрешность определения уровней пороговых сбоев и отказов при испытаниях на моделирующих установках.
Ключевые слова: критерий достаточности экспериментальных данных, импульсные ионизирующие излучения, уровни пороговых сбоев и отказов.

Применение испытательного стенда контроля стойкости электронной компонентной базы для испытаний биполярных операционных усилителей

Петров А.С., Петров М.С., Таперо К.И., Улимов В.Н., Мещуров О.В., Романенко А.А., Анашин В.С., Чубунов П.А.

На примере операционных усилителей LM101AH и LM124J проведена апробация методик дозовых испытаний биполярных изделий с учетом эффектов низкой интенсивности с помощью испытательного стенда контроля стойкости электронной компонентной базы при совмещении облучения и температурных воздействий.
Ключевые слова: радиационная стойкость, биполярные операционные усилители, поглощённая доза, повышенная чувствительность к низкоинтенсивному облучению.

Влияние материального состава защиты на прогнозируемые дозовые нагрузки в критических элементах космических аппаратов

Зинченко В.Ф., Ужегов В.М.

Рассмотрены вопросы учета материального состава приборов и конструкционных элементов космических аппаратов при инженерных расчетах локальных дозовых нагрузок в критических элементах бортовой аппаратуры. Показано, что использование в качестве базового конструкционного материала алюминия допустимо практически для всех радиационных условий космического пространства.
Ключевые слова: космический аппарат, космическое пространство, электрорадиоизделия, орбита, исследования.

Экспериментальные исследования страгглинга энергии и линейных потерь энергии тяжелых заряженных частиц после прохождения замедлителя

Зинченко В.Ф., Лаврентьев К.В., Липский А.К.

Представлены результаты экспериментальных исследований основных закономерностей страгглинга энергии тяжелых заряженных частиц после прохождения замедлителя из стали различной толщины, проведенные на синхротроне ускорительного комплекса ТВН ИТЭФ, г. Москва. Измеренные с помощью кремниевого поверхностно-барьерного детектора спектры поглощенной энергии и линейных потерь энергии ионов железа после замедлителя хорошо согласуются с результатами, полученными с помощью предложенной расчетной методики.
Ключевые слова: исследования, линейные потери энергии, чувствительный объем, тяжелые заряженные частицы, ускорительный комплекс.

Метод оценки геометрии чувствительных областей ИС при испытаниях на стойкость к тиристорному эффекту при воздействии тяжелых заряженных частиц

Митин Е.В., Сивачева К.Г., Астрецов А.А., Ткачук К.С.

Предложен алгоритм оценки геометрии областей интегральных схем, чувствительных к тиристорному эффекту при воздействии тяжелых заряженных частиц.
Ключевые слова: интегральные схемы, метод, чувствительная область, тиристорный эффект.

Влияние ионизирующего излучения на синтезаторы частот с ФАПЧ

Калинин Е.В., Митин Е.В.

Рассмотрены синтезаторы частот с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ) различных производителей и проведён анализ их эксплуатации при условии воздействия ионизирующего излучения. Показаны блоки наиболее чувствительные к воздействию спецфакторов, а также смоделированы их вероятные отказы. На основе результатов анализа сформулированы рекомендации по выбору оптимальных параметров и режимов работы синтезаторов частот с ФАПЧ.
Ключевые слова: синтезаторы частот, ФАПЧ, ионизирующее излучение, экспериментальное исследование.

Исследование дозовой деградации МОП-транзисторов в интегральной микросхеме 5503ХМ5 при воздействии тяжелых заряженных частиц

Малинин В.Г., Мелешкевич Д.Е., Митин Е.В.

Проведены исследования дозовой деградации характеристик КМОП-структур на базе БМК 5503ХМ5 при воздействии высокоэнергетичных протонов, ионов ⁴⁰Ar и ⁸⁴Kr.
Ключевые слова: МОП-транзисторы, эксперимент, тяжелые заряженные частицы.

Радиационные исследования различных типов СБИС ОЗУ

Богатырев Ю.В., Коршунов Ф.П., Ластовский С.Б., Турцевич А.С., Шведов С.В., Белоус А.И., Лозицкий Е.Г., Кульгачев В.И.

Представлены результаты экспериментальных исследований радиационной стойкости двух типов СБИС ОЗУ (КМОП-микросхемы 1635РУ2У и микросхемы сегнетоэлектрического энергонезависимого ОЗУ FM28V100) при воздействии гамма-излучения ⁶⁰Со.
Ключевые слова: микросхема, оперативное запоминающее устройство, гамма-излучение, радиационная стойкость.

Повышение радиационной стойкости операционного усилителя класса LM124 схемотехническими методами

Лебедев А.А., Бакеренков А.С., Диденко В.И., Горбунов М.С.

Представлены результаты моделирования радиационно-чувствительных характеристик операционного усилителя класса LM124. Предложены схемотехнические методы повышения стойкости к дозовым эффектам и одиночным событиям от тяжёлых заряженных частиц космического пространства.
Ключевые слова: LM124, биполярный транзистор, доза, тяжелые заряженные частицы, космическое пространство, интегральные микросхемы, моделирование PSPICE.

Эффекты импульсного облучения цифровых электронных систем

Устюжанинов В.Н.

Рассмотрены закономерности формирования электрических реакций в виде импульсов тока и напряжения в шинах питания БИС и аппаратных средств на их основе при воздействии импульса ионизирующих излучений.
Ключевые слова: импульс ионизирующего излучения, электрическая реакция, импульс тока в цепи питания, радиационная вольт-амперная характеристика, БИС, СБИС, мощность дозы.

Ионизационные эффекты импульсного облучения БИС

Устюжанинов В.Н.

Рассмотрены закономерности формирования амплитудно-временных характеристик интегрального импульса ионизационного тока в шине питания БИС, функционирующей в статическом режиме.
Ключевые слова: импульс ионизирующего излучения, БИС, импульс ионизационного тока.

Влияние нейтронного облучения на вольт-амперные характеристики несимметричных p-i-n-структур

Леготин С.А., Зайцев С.Н.

Исследованы вольт-амперные характеристики модельных несимметричных кремниевых p-i-n-структур, облученных нейтронами. Показано, что экспериментальные результаты могут быть проанализированы в рамках диффузионных теорий двойной инжекции, если принять во внимание генерацию облучением не только центров рекомбинации, но и захвата электронов и дырок.
Ключевые слова: p-i-n-структуры, двойная инжекция, центры рекомбинации и прилипания, облучение быстрыми нейтронами.

Использование тестовых кольцевых генераторов для прогнозирования дозы отказа КМОП ИМС ПРИ воздействии низкоинтенсивного излучения

Чжо Ко Вин

Представлены экспериментальные результаты радиационных испытаний тестовых кольцевых генераторов, и сделаны прогнозы доз отказа КМОП ИМС при воздействии низкоинтенсивного ионизирующего излучения.
Ключевые слова: КМОП ИМС, тестовые кольцевые генераторы, доза отказа, низкоинтенсивное ионизирующее излучение.

Влияние гамма-облучения на емкостные параметры КНС МДП-структур

Енишерлова К.Л., Горячев В.Г., Капилин С.

Исследовано влияние гамма-облучения и последующей термической обработки на емкостные параметры и на проводимость субмикронных кремниевых слоев КНС-структур. Исследования проводились на специальных тестовых структурах, сформированных на анализируемых КНС. Установлен немонотонный характер изменения величины сопротивления от дозы облучения с минимумом значений ρ при дозе D = 5-6·10⁴ Р. После облучения наблюдался также сдвиг частотно-емкостных зависимостей в сторону низких частот. Последующий изохронный отжиг приводил к восстановлению частотных зависимостей, которые были до облучения, и к значительному сдвигу кривых в сторону высоких частот. Проведенный анализ показал, что знак напряжения, накладываемого на затвор МДП-тестовых структур при облучении, по-разному влияет на тесты, сформированные на стандартных КНС и КНС с перкристаллизованным слоем. Облучение приводило также к резкому возрастанию величины сопротивления для тестов всех КНС-структур, при этом кривые зависимости сопротивления R_{s акк} в аккумуляции от частоты частично повторяли формы емкостных частотных зависимостей С_{s акк} для данных структур до и после облучения. Показано, что при облучении с использованием указанных доз меняется только приграничная область кремний-сапфир, что приводит к резкому изменению частотно-емкостных зависимостей.
Ключевые слова: КНС-структуры, субмикронные эпитаксиальные слои, гамма-облучение, С-V-характеристика, МДП-структура, последовательная схема замещения, акцепторы, доноры, подпороговый механизм.

Математическое моделирование формоизменения микроканалов в сердечнике высокотемпературного ТВЭЛА на основе диоксида урана

Гонтарь А.С., Сотников В.Н.

Представлены методики расчета изменения формы цилиндрического микроканала в сердечнике высокотемпературного ТВЭЛа термоэмиссионного реактора-преобразователя, учитывающие воздействие массопереноса диоксида урана в объеме канала, поверхностной диффузии и поверхностного натяжения. Показано, что для типичных условий эксплуатации электрогенерирующего канала при радиусах микроканала не менее 5 мкм основной вклад в изменение его формы вносит массоперенос в объеме канала. При этом при температуре оболочки не свыше 1500 ^оС такой микроканал не перекрывается конденсатом топлива за ресурс 10 лет, а его профиль с течением времени приближается к стационарному. При малых радиусах (1 мкм и менее) основным механизмом формоизменения микроканала является поверхностная диффузия. При наличии исходного отклонения формы поверхности канала от цилиндрической может произойти трансформация микроканала в цепочку сферических пор.
Ключевые слова: диоксид урана, микроканал, массоперенос в объеме канала, поверхностная диффузия, поверхностное натяжение, форма микроканала, температура, радиус.

Исследования алмазного спектрометра в пучке ускоренных тяжелых ионов канала В5 циклотрона У-400М

Алтухов А.А., Анашин В.С., Емельянов В.В., Козюков А.Е., Колюбин В.А., Львов С.А., Недосекин П.Г., Ситников М.Г.

Проведены экспериментальные исследования работы макета сенсора тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ) с алмазным чувствительным элементом в спектрометрическом режиме в пучке ионов, ускоренных до энергий вплоть до 500 МэВ. Установлено, что в диапазоне параметров работы испытательного стенда Роскосмоса на базе циклотрона У-400М сенсор ТЗЧ с алмазным чувствительным элементом работает в спектрометрическом режиме.
Ключевые слова: алмазный спектрометр, тяжёлые заряженные частицы.

Исследование рентгеновского аппарата МИРА-2Д для аттестации

Терентьев Н.И., Герасимов М.Е., Казаков В.В.

Проведены исследования, направленные на возможность использования аппарата для экспериментальной оценки временного разрешения и импульсной характеристики полупроводниковых дозиметрических детекторов СКД1, ДАД1, ДППД1 и ДППД2 при испытаниях на утверждение типа. Контролируемые параметры: дозы на 5 и 50 см от трубки, а также частота следования импульсов соответствовали значениям, указанным в эксплуатационной документации. Так как аппарат был модернизирован (к частотному режиму добавлен однократный), проведено сравнение параметров импульсов в частотном режиме и режиме однократных пусков. Параметры совпали. Оценка длительности импульса аппарата на уровне половины амплитуды составляет (0,55±0,03) нс. Измеренная длительность импульса алмазного детектора ДАД1 № 02 с расчетным временным разрешением 0,16 нс составляет 0,77 нс.
Ключевые слова: рентгеновский аппарат, аттестация, детекторы излучения, временное разрешение, импульсная характеристика.

Исследование характеристик излучения ускорителя ЛИУ-10 в электронном режиме

Терентьев Н.И., Герасимов М.Е., Потеряева Е.Н., Деревянко Ю.Б.

Представлены результаты исследований в серии измерений 2012 г. Проведены измерения распределения дозы по оси ускорителя на расстояниях 0,1-1,9 м, а также в сечениях по Х на расстояниях 0,5,  1 и 1,8 м, и по Y на расстоянии 1,8 м от выходного окна. Проведены измерения формы импульса мощности поглощенной дозы и плотности потока электронов на расстояниях 1,4 и 1,8 м. Получены оценки средней энергии электронов в зависимости от расстояния до выходного окна и угла выхода по поглощению.
Ключевые слова: ускоритель электронов, доза электронов, распределение дозы, энергия электронов.

Определение линейности алмазных дозиметрических детекторов на ускорителе АРСА

Терентьев Н.И.

Проведены исследования линейности низкочувствительных полупроводниковых дозиметрических детекторов ДАД1 при испытаниях на утверждение типа. Исследования проводились на ускорителе АРСА в электронном режиме при перемещении детектора и монитора вдоль оси пучка. В качестве монитора относительной плотности потока электронов использовался графитовый цилиндр Фарадея размерами Ø10х10 мм. Получено, что амплитуды сигналов, при которых детекторы ещё линейны составляют не менее 130 В на нагрузке 75 Ом.
Ключевые слова: токовая линейность, сертификационные испытания, алмазные детекторы излучения, ускоритель электронов, цилиндр Фарадея.