ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ РАДИАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЙ РАДИАЦИОННОГО

ПОВЕДЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ ИСПОВЕДЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ ИС

ЭНПО «Специализированные электронные системы», г. ЭНПО «Специализированные электронные системы», г. МоскваМосква

Кессаринский Л.Н.Кессаринский Л.Н., Бойченко Д.В., Печенкина Д.В., Бойченко Д.В., Печенкина Д.В.

Аналоговые ИСАналоговые ИСОперационный усилительОперационный усилитель IIПОТПОТ, , UUСМСМ, , IIВХВХ, , IIСМСМ, АЧХ, , АЧХ, UUВЫХ.МАКСВЫХ.МАКС, ,

UUВЫХ.МИНВЫХ.МИН, K, KUU

Компаратор напряженияКомпаратор напряжения IIПОТПОТ, , UUСМСМ, , IIВХВХ, , IIСМСМ, , UUВЫХ.ВЫХ.11, , UUВЫХ.ВЫХ.00, t, tЗАДЗАД

Стабилизатор напряженияСтабилизатор напряжения IIПОТПОТ, , UUВЫХВЫХ, , KKUU, K, KII, I, IВХ.УПРВХ.УПР

Супервизор питанияСупервизор питания IIПОТПОТ, , UUПОРПОР, , IIВХВХ, , UUВЫХ.1ВЫХ.1, , UUВЫХ.0ВЫХ.0, U, UОПОРОПОР, , KKUU, , KKII, t, tЗАДЗАД

Аналоговый ключАналоговый ключ IIПОТПОТ++, , IIПОТ-ПОТ-, , RRОТКОТК, , IIУТ.ВХУТ.ВХ, , IIУТ.ВЫХУТ.ВЫХ, U, UВЫХ.МАКСВЫХ.МАКС, , UUВЫХ.МИНВЫХ.МИН

Аналоговый мультиплексорАналоговый мультиплексор IIПОТПОТ++, , IIПОТ-ПОТ-, , IIПОТ.УПРПОТ.УПР, , RRОТКОТК, , IIУТ.ВХУТ.ВХ, , IIУТ.ВЫХУТ.ВЫХ, , UUВЫХ.МАКСВЫХ.МАКС, , UUВЫХ.МИНВЫХ.МИН

ТаймерТаймер IIПОТПОТ, , UUВЫХ.МАКСВЫХ.МАКС, , UUВЫХ.МИНВЫХ.МИН, , ΔFΔFВЫХВЫХ

Вторичный источник питанияВторичный источник питания IIПОТПОТ, , UUВЫХВЫХ, , KKUU, K, KII, I, IВХ.УПРВХ.УПР, , UUПОРПОР

Специфика использования Специфика использования имитационных методовимитационных методов

OP497OP497Калибровка невозможна,Калибровка невозможна,

необходимо испытывать на МУ!необходимо испытывать на МУ!

AD830AD830Калибровка возможна!Калибровка возможна!

D, åä.

0 10000 20000 30000 40000 50000

UC

M, ì

Â

-22-20-18-16-14-12-10

-8-6-4-20

Моделирующие установкиМоделирующие установкиУскоритель электронов Ускоритель электронов ““У-31/33У-31/33””

• • энергия в пределах от 1 до 2.1 МэВ изменяется энергия в пределах от 1 до 2.1 МэВ изменяется дистанционно оператором;дистанционно оператором;

• • длительность импульса - 0,5 мкс, частота длительность импульса - 0,5 мкс, частота повторения – 800 Гц;повторения – 800 Гц;

• • максимальное значение среднего тока 25 мкА;максимальное значение среднего тока 25 мкА;

• • размер электронного пучка – 3-5 мм.размер электронного пучка – 3-5 мм.

• • максимальная интенсивность воздействия, Р/с: максимальная интенсивность воздействия, Р/с: 5∙10 5∙1099 (ē), 120 ( (ē), 120 (γγ).).

Ускоритель электронов Ускоритель электронов ““РЭЛУСРЭЛУС””• • регулируемая энергия ускоренных регулируемая энергия ускоренных электронов от 2,5 до 5 МэВ электронов от 2,5 до 5 МэВ

• • импульсный ток пучка до 100 мА импульсный ток пучка до 100 мА

• • длительность импульса 2,5 мкс длительность импульса 2,5 мкс

• • частота следования импульсов 400 Гц частота следования импульсов 400 Гц

• • максимальная интенсивность воздействия, максимальная интенсивность воздействия, Р/с: 5∙10Р/с: 5∙101010 (ē), 600 ( (ē), 600 (γγ).).

Моделирующие установкиМоделирующие установки

Основные характеристикиОсновные характеристики ee Максимальная энергия электронов и квантов РИ, кэВ Максимальная энергия электронов и квантов РИ, кэВ 900900 9900 00 Средняя энергия электронов и квантов РИ, кэВ Средняя энергия электронов и квантов РИ, кэВ 450 450 150 150 Максимальная экспозиционная доза за импульс, Р Максимальная экспозиционная доза за импульс, Р 55101066 500500Длительность импульса излучения по основанию, нсДлительность импульса излучения по основанию, нс 15 15 18 18 Длительность импульса излучения на полувысоте, нсДлительность импульса излучения на полувысоте, нс 7 7 8 8 Максимальная мощность экспозиционной дозы, Р/сМаксимальная мощность экспозиционной дозы, Р/с 2210101515 5510101010

Диаметр пятна излучения на окне трубки, ммДиаметр пятна излучения на окне трубки, мм 1010Частота следования импульсов, ГцЧастота следования импульсов, Гц 11

Импульсный Импульсный ускоритель ускоритель ““АРСААРСА””

Имитирующие установкиИмитирующие установкиРентгеновский источник Рентгеновский источник ““РЕИМ-1РЕИМ-1””

• • энергия в пределах от 1 до 2.1 МэВ изменяется энергия в пределах от 1 до 2.1 МэВ изменяется дистанционно оператором;дистанционно оператором;

• • напряжение на трубке – 80 кВ;напряжение на трубке – 80 кВ;

• • максимальное значение среднего тока 150 мкА;максимальное значение среднего тока 150 мкА;

• • размер электронного пучка – ?? мм.размер электронного пучка – ?? мм.

• • максимальная интенсивность воздействия, Р/с: максимальная интенсивность воздействия, Р/с: 400 ( 400 (γγ).).

Импульсный лазер Импульсный лазер ““Радон-5МРадон-5М””Наименование характеристикиНаименование характеристики ЗначениеЗначение

Длина волны излучения, мкм (изл. Длина волны излучения, мкм (изл. № 9112009)№ 9112009) 1,061,06

Энергия излучения в импульсе, мДжЭнергия излучения в импульсе, мДж 3636,7 ,7  4 4

Максимальное по площади пиковое значение Максимальное по площади пиковое значение плотности потока энергии, МВт/смплотности потока энергии, МВт/см22 77,,3 3   0,0,77

Длительность импульса на полувысоте τДлительность импульса на полувысоте τ0,50,5, нс, нс 6,3 6,3  0.5 0.5

Эффективная длительность τЭффективная длительность τ эф эф, нс, нс 77,4 ,4  0 0,,99

Отношение Отношение kk= τ= τ эф эф/ τ/ τ 0,5 0,5 1,1,1177

Влияние режима работыВлияние режима работыLMC555J/883 LMC555J/883 - интегральный таймер- интегральный таймер

Схема включения по Схема включения по техническому описанию техническому описанию National SemiconductorNational Semiconductor

Схема включения в Схема включения в аппаратуреаппаратуре

Уровень стойкости 6,0х10Уровень стойкости 6,0х1033 ед. ед. Уровень стойкости 1,2х10Уровень стойкости 1,2х1044 ед. ед.

Влияние режима работыВлияние режима работы

Для Для LTC6652AHMS LTC6652AHMS рабочее напряжение питания от 3,3 до 13,0 В.рабочее напряжение питания от 3,3 до 13,0 В.

Защелкивание по входу появляется при Защелкивание по входу появляется при UUПИТПИТ > 7> 7 В. В.

1 В/дел., 1 мс/дел.1 В/дел., 1 мс/дел.UUВЫХВЫХ при при UUПИТПИТ = 7 В = 7 В

TT

TT

1 В/дел., 1 мс/дел.1 В/дел., 1 мс/дел.UUВЫХВЫХ при при UUПИТПИТ = 8 В = 8 В

LTC6652AHMS LTC6652AHMS – стабилизатор напряжения– стабилизатор напряжения

Влияние режима работыВлияние режима работыMAXMAX46224622ESEESE - счетверенный - счетверенный

аналоговый ключаналоговый ключ

Деградация тока потребления Деградация тока потребления MAX4622ESEMAX4622ESE

Деградация тока потребленияДеградация тока потребления MAX4508ESEMAX4508ESE

Измерение тока потребления соответствует Измерение тока потребления соответствует ““закрытомузакрытому”” режиму работы. режиму работы.

Разница уровней стойкости образцов, облучаемых в разных Разница уровней стойкости образцов, облучаемых в разных режимах – несколько раз!режимах – несколько раз!

MAXMAX45084508ESEESE – аналоговый – аналоговый мультиплексор 8-в-1мультиплексор 8-в-1

Влияние режима работыВлияние режима работыMAX354EWE MAX354EWE - аналоговый мультиплексор 8-в-1- аналоговый мультиплексор 8-в-1

Деградация Деградация ““положительногоположительного”” тока потреблениятока потребления

Деградация Деградация ““отрицательногоотрицательного”” тока тока потребленияпотребления

Измерение Измерение ““положительногоположительного”” тока потребления соответствует тока потребления соответствует ““открытомуоткрытому”” режиму. Измерение режиму. Измерение ““отрицательногоотрицательного”” тока потребления - тока потребления - ““закрытомузакрытому”” режиму. режиму.

Резкая деградация параметров, измеряемых в режиме Резкая деградация параметров, измеряемых в режиме противоположном режиму облучения.противоположном режиму облучения.

Разные партииРазные партии

Замена конструкции оптопары никак не Замена конструкции оптопары никак не документирована ф. документирована ф. Interpoint.Interpoint.

Уровни стойкости разных партийУровни стойкости разных партий отличаются в 50 раз.отличаются в 50 раз.

HR301-2805 HR301-2805 – вторичный источник питания– вторичный источник питания

Деградация выходного напряжения Деградация выходного напряжения HR301 HR301 дата изготовления 0547дата изготовления 0547

Деградация выходного напряжения Деградация выходного напряжения HR301 HR301 дата изготовления 0829дата изготовления 0829

ИС производителя ИС производителя QMLQML

Avago Technologies (QML-38534)Avago Technologies (QML-38534) по одним данным прогнозирует уровень по одним данным прогнозирует уровень стойкости до 1 Мрад стойкости до 1 Мрад [1], [1], по другим – 30 крад по другим – 30 крад [2].[2]. Экспериментальные данные Экспериментальные данные представлены в табл.представлены в табл.

ИСИС Уровень ПОУровень ПО

HSSR-7111HSSR-7111 2,0х102,0х1044 ед. ед.

HSSR-7112HSSR-7112 3,6х103,6х1044 ед. ед.

HSSR-7110HSSR-7110 2,5х102,5х1044 ед. ед. [3], [3], 33,0х,0х101044 ед. ед. [4][4]

HSSR-711X HSSR-711X – оптопара– оптопара

1.1. Radiation Immunity of Avago Technologies Optocouplers. Application Note 1023 / Avago Radiation Immunity of Avago Technologies Optocouplers. Application Note 1023 / Avago Technologies // www.avagotech.comTechnologies // www.avagotech.com

2.2. Using Hermetic Optocouplers in Military and Space Electronics. White Paper / Using Hermetic Optocouplers in Military and Space Electronics. White Paper / Jamshed N. Jamshed N. Khan Khan // www.avagotech.com// www.avagotech.com

3.3. Proton damage in linear and digital optocouplers / Johnston A.H., Rax B.G. // IEEE Trans. Nucl. Proton damage in linear and digital optocouplers / Johnston A.H., Rax B.G. // IEEE Trans. Nucl. Sci. – 2000. – Vol. NS-47. – PP. 675-681.Sci. – 2000. – Vol. NS-47. – PP. 675-681.

4.4. A Compendium of Recent Optocoupler Radiation Test Data / LaBel K.A., Kniffin S.D., Reed R.A. A Compendium of Recent Optocoupler Radiation Test Data / LaBel K.A., Kniffin S.D., Reed R.A. etc. // NSREC 2000.etc. // NSREC 2000.

Особенности экспериментального Особенности экспериментального исследования аналоговых ИСисследования аналоговых ИС

• Уровень радиационной стойкости аналоговых ИС зависит от схемы Уровень радиационной стойкости аналоговых ИС зависит от схемы включения и может различаться в несколько раз.включения и может различаться в несколько раз.

• При исследовании радиационной стойкости следует контролировать При исследовании радиационной стойкости следует контролировать все режимы работы ИС как в процессе измерения параметров, так и в все режимы работы ИС как в процессе измерения параметров, так и в процессе облучения.процессе облучения.

• В ходе исследования эффектов мощности дозы возникновение В ходе исследования эффектов мощности дозы возникновение ““эффекта защелкиэффекта защелки”” зависит от режима работы. зависит от режима работы.

• Уровни стойкости аналоговых ИС разных партий производства могут Уровни стойкости аналоговых ИС разных партий производства могут различаться в несколько раз. Иностранные производители могут различаться в несколько раз. Иностранные производители могут вносить недокументированные технологические изменения при вносить недокументированные технологические изменения при производстве новых партий ИС, которые влияют на радиационное производстве новых партий ИС, которые влияют на радиационное поведение.поведение.

• Уровни радиационной стойкости ЭРИ ИП Уровни радиационной стойкости ЭРИ ИП QML-QML-производителя производителя необходимо подтверждать.необходимо подтверждать.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕСПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ