2010 г., Выпуск 1

А.М. Членов, Н.Г. Мордасов, Д.М. Иващенко (ФГУП «НИИП»)

НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БАЗЫ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ ИМПУЛЬСНОГО ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ РАДИАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ
Проведен анализ использования различных типов сильноточных ускорителей электронов в практике моделирования импульсного гамма-излучения для проведения испытаний элементной базы и блоков радиоэлектронной аппаратуры на радиационную стойкость. Показана универсальность использования сильноточных ускорителей прямого действия по сравнению с линейными ускорителями. Обоснована необходимость использования высокопроизводительных импульсных источников излучения. Определено направление унификации испытательных установок для моделирования импульсного гамма-излучения на основе ускорителей прямого действия, а также пути снижения финансовых затрат в технологии радиационных испытаний.

Ключевые слова: импульсное гамма-излучение, ускоритель, тормозное излучение.

Б.П. Мурзов, С.Ю. Ноздрачев (ФГУП «НИИП»)

ОБ АТТЕСТАЦИИ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ РАДИАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ
Приведены процедура выполнения аттестации испытательного оборудования, аттестуемые характеристики оборудования и методы их контроля, а также недостатки процесса аттестации и рекомендации по их устранению.

Ключевые слова: испытательное оборудование, аттестация.

В.Н. Устюжанинов¹, Т.Н. Фролова¹, В.И. Бутин² (¹Владимирский государственный университет, ²ФГУП «ВНИИА»)

ОЦЕНКИ ДОСТИЖИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЗАПАСА В РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МОДЕЛЯХ ВРЕМЕННОГО РЕСУРСА ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Рассмотрено совместное влияние процессов режимной и радиационной деградации электрических параметров электронных средств на длительность срока активного существования космических аппаратов. Установлены соотношения между расчетными значениями коэффициентов запаса по временным ресурсам в нерадиационных и радиационных условиях, определяющих достижимые расчетные оценки запаса по сроку активного существования космических аппаратов.

Ключевые слова: срок активного существования, космический аппарат, наработка до отказа, коэффициент запаса.

Н.Н. Панюшкин, Н.Н. Матвеев (Воронежская государственная лесотехническая академия)

МОДЕЛЬ ВЫХОДА ЗАРЯДА В SIO₂ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Представлена микроуровневая математическая модель для прогнозирования доли электронно-дырочных пар, избежавших начальной рекомбинации в SiO₂, в зависимости от энергии фотонов, мощности дозы, напряженности электрического поля и температуры. Приведено сравнение результатов моделирования с экспериментом.

Ключевые слова: ионизирующее излучение, мощность дозы, электронно-дырочные пары, рекомбинация, электрическое поле, энергия, фотон.

В.Н. Устюжанинов¹, Т.Н. Фролова¹, В.И. Бутин² (Владимирский государственный университет¹, ФГУП «ВНИИА»²)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ СИЛОВЫХ КЛЮЧЕЙ IGBT
Рассмотрена методика расчета радиационной стойкости силовых ключей на примере структуры IGBT при воздействии непрерывных или импульсных излучений.

Ключевые слова: силовые ключи, радиационная стойкость, методы расчета стойкости.

А.Г. Кадменский¹, Е.П. Морозова, Л.П. Степаненкова (ЦНИИмаш¹)

КОГЕРЕНТНОЕ РАССЕЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ В КРИСТАЛЛАХ КАК ПРИЧИНА АНОМАЛЬНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕМЕНТАХ ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ
Развита теория когерентного и некогерентного рассеяния тяжелых ионов в кристаллах с учетом демпинг-эффекта и определены границы его преобладания над многократным рассеянием при осевом каналировании в кремнии. Для ее использования в сложной динамике ионов в непрерывном потенциале кристалла с начальными условиями, соответствующими всенаправленному потоку на поверхности, что отражает свойство космических лучей, предложен формализм зависимости рассеяния от прицельного параметра столкновения с атомными цепочками, ранее опробованный для протонов, в частности, при описании аномалий энерговыделения в толстом кристалле и эффектов квазиканалирования. Результаты компьютерного моделирования согласуются с хорошо определенными экспериментальными данными по пробегам ионов кальция и фосфора, накопленными в области ионной имплантации.

Ключевые слова: космический аппарат, тяжелые ионы, когерентное и некогерентное рассеяние, компьютерное моделирование.

М.С. Горбунов¹, Г.И. Зебрев², П.Н. Осипенко¹, Б.В. Василегин¹, В.Н. Ильягуев¹ (¹НИИСИ РАН, ²НИЯУ «МИФИ»)

СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ ТОПОЛОГИИ КНИ МОП-ТРАНЗИСТОРОВ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАДИАЦИОННО-СТОЙКИХ ИС
Исследована радиационная стойкость частично обеднённых КНИ МОП-транзисторов к эффектам полной дозы для различных вариантов топологической реализации и электрических режимов при облучении. Сделан акцент на решение проблемы радиационно-индуцированной утечки. Проведено физическое моделирование наблюдаемых эффектов.

Ключевые слова: МОП-транзисторы, радиационная стойкость.

В.С. Анашин¹, В.В. Емельянов², Г.И. Зебрев³, И.О. Ишутин¹, Н.В. Кузнецов⁴, А.Н. Петров⁴ (¹ОАО «НИИКП», ²ФГУП «НИИП», ³НИЯУ «МИФИ», ⁴НИИЯФ МГУ)

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «ОСОТ» ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ОДИНОЧНЫХ СБОЕВ В УСЛОВИЯХ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
Рассмотрен программный комплекс «ОСОТ», предназначенный для обработки результатов испытаний электронной компонентной базы, моделирования радиационной обстановки на произвольной орбите, расчёта стойкости к ионизирующему излучению космического пространства в части высокоэнергетических протонов и тяжёлых заряженных частиц. Представлены результаты сравнения с другими популярными программами и полётными данными.

Ключевые слова: ионизирующее излучение, космическое пространство, одиночные эффекты, испытательный стенд, программный комплекс, алгоритм.

Э.Н. Вологдин (ФГУП «НПП” Пульсар»)

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИАЦИОННОГО ИЗМЕНЕНИЯ РЕКОМБИНАЦИОННЫХ ПОТЕРЬ В АКТИВНОЙ БАЗЕ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
Предложена методика экспериментального определения рекомбинационных потерь в активной базе биполярных транзисторов, позволяющая оценивать их вклад в общие рекомбинационные потери при воздействии радиации.

Ключевые слова: биполярный транзистор, активная база, рекомбинационные потери.

А.С. Пузанов, С.В. Оболенский (Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского)

ВЛИЯНИЕ РАЗБРОСА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА НА ЕГО ПРОБОЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ИМПУЛЬСА НАПРЯЖЕНИЯ
На основе измеренных вольт-амперных и вольт-фарадных характеристик образцов многосекционного мощного свч биполярного транзистора показано, что флуктуации примесно-дефектного состава образцов могут привести к значительным отличиям по уровню стойкости к воздействию импульса напряжения. Предложена методика неразрушающей экспресс-отбраковки образцов. Результаты моделирования переноса носителей заряда через коллекторный переход при воздействии импульса напряжения подтверждают адекватность предложенного подхода.

Ключевые слова: биполярный транзистор, импульс напряжения, отбраковка образцов.

Э. Н. Вологдин, Д. С. Смирнов (ФГУП «НПП” Пульсар»)

МЕТОДИКА РАСЧЕТНОЙ ОЦЕНКИ РАДИАЦИОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ РЕКОМБИНАЦИОННЫХ ПОТЕРЬ В АКТИВНОЙ БАЗЕ ДРЕЙФОВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
Предложена процедура расчета радиационных изменений рекомбинационных потерь в активной базе дрейфовых транзисторов, основанная на измерении информативных параметров приборов.

Ключевые слова: радиация, дрейфовый транзистор, рекомбинационные потери, активная база.

М.Н. Зубарев, И.Б. Яшанин, А.В. Скобелев, Н.Н. Киселев ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова»

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СТОЙКОСТИ КМОП КНС-МИКРОСХЕМ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ СЛОЯ «Р-КАРМАН» ТЕСТОВЫХ СТРУКТУР
Исследована корреляционная зависимость степени дозовой деградации статического тока потребления КМОП КНС-микросхем от сопротивления слоя «р-карман» тестовых МОП-структур.

Ключевые слова: сопротивление «р-кармана», микросхемы, ток потребления, стойкость к поглощенной дозе.

И.И. Шагурин, А.В. Лебедев, Н.Г. Радовский (НИЯУ «МИФИ»

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА ОТКАЗОВ ПРОЦЕССОРНОГО МОДУЛЯ ПРИ РАДИАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЯХ СБИС МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
Рассмотрены методы функционального тестирования СБИС микроконтроллеров при проведении радиационных испытаний. Описана тестовая модель микроконтроллера и методика формирования тестовых программ с помощью таблицы функционального тестирования. Предложены варианты циклограмм, обеспечивающих выявление функциональных отказов. Для диагностики отказов использован метод виртуальных функциональных сегментов, который позволяет выявить блоки, ответственные за возникновение отказов.

Ключевые слова: радиационная стойкость, функциональная диагностика, процессорный модуль, микроконтроллер.

Мьо Вин, В.Д. Попов, А.В. Скородумова (НИЯУ «МИФИ»)

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ КМОП ИМС ПРИ НИЗКИХ МОЩНОСТЯХ ДОЗЫ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Представлен результат оценки изменения порогового напряжения МОП-транзисторов в КМОП ИМС при низкой мощности дозы гамма-излучения.

Ключевые слова: КМОП ИМС, радиационная стойкость, ионизирующее излучение.

Н.К. Абросимов, Л.А. Вайшнене, А.С. Воробьёв, Е.М. Иванов, Г.А. Рябов, М.Г. Тверской, О.А. Щербаков (ПИЯФ РАН)

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СОЗДАННОГО НА СИНХРОЦИКЛОТРОНЕ НЕЙТРОННОГО ПУЧКА ДЛЯ РАДИАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫ
На синхроциклотроне ПИЯФ РАН с энергией протонов 1000 МэВ для проведения радиационных испытаний электронной компонентной базы создан нейтронный пучок со спектром, имитирующим спектр атмосферных нейтронов. Приведена схема получения и детектирования нейтронов, сообщены результаты измерений.

Ключевые слова: радиационные испытания, нейтронный пучок, микроэлектроника.

А.П. Степовик, В.С. Блинов, В.В. Отставнов (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ»)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЬЕЗОКЕРАМИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕРМОУПРУГИХ НАПРЯЖЕНИЙ, СОЗДАВАЕМЫХ В ОБРАЗЦЕ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ
Рассмотрен метод исследований с помощью пьезокерамики термоупругих напряжений, возникающих в углеродных композитах при поглощении энергии электронов мощного ускорителя. Выбрана оптимальная схема конструкции образцов, проведён анализ и отработка электрической схемы регистрации. С помощью электронного пучка выполнена амплитудная калибровка пьезокерамики ЦТС-19 диаметром 30 мм и толщиной 12 мм в интервале импульсных давлений ~ 0,01 - 0,2 ГПа.

Ключевые слова: пьезокерамика, датчик, электронный пучок.

Н.А. Ратахин, Н.В. Жарова, И.В. Лавринович, В.К. Петин, В.Ф. Федущак, А.В. Федюнин, С.В. Шляхтун, С.А. Чайковский, А.А. Эрфорт (ИСЭ СО РАН)

СИЛЬНОТОЧНЫЕ КОМПАКТНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ КОРОТКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Разработаны компактные генераторы коротких импульсов рентгеновского излучения. Диапазон напряжений 50–800 кВ, диапазон токов 3–700 кА, временной диапазон импульсов излучения 50–1 нс. Генераторы разработаны на основе собственной элементной базы – конденсаторов и коммутаторов. Приведены параметры сильноточных импульсных конденсаторов на напряжение 50 и 100 кВ, режимы и результаты их работы в генераторах.

Ключевые слова: генераторы коротких электрических импульсов.

Н.И.Терентьев (ФГУП «НИИП»)

ФОРМА ИМПУЛЬСА ТОРМОЗНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ УСКОРИТЕЛЯ ЛИУ-10
Проведены исследования формы импульса тормозного излучения ускорителя ЛИУ-10, искаженной инерционными свойствами измерительного канала. Использован измерительный канал с детектором СД2-01 и кабельной линией связи типа РК75-9-13 длиной 30 м. В качестве регистратора использовался цифровой осциллограф типа TDS3054 с граничной частотой 500 МГц. Проведены восстановления и модельные свертки типичных зарегистрированных сигналов, а также свертки импульсов по формуле Берлаге. Исследованы зависимости коэффициентов уширения сигнала и «обсадки» амплитуды от длительности зарегистрированного сигнала. Приведены результаты оценки влияния на дозу отдаленного по времени от основного импульса излучения, вызванного апериодическими колебаниями волны высокого напряжения в линии ускорителя.

Ключевые слова: ускоритель ЛИУ-10, импульсные характеристики, детектор.