ЖУРНАЛ СТА 3/2011

за выше 25 крад (Si) – в этих случаях полное время воздействия радиации должно быть не менее 1000 ч, а мощ- ность дозы должна быть определена из суммарной дозы (включая любые фак- торы тестирования) и времени воздей- ствия радиации. Полученные результаты воздействия ионизирующего излучения небольшой интенсивности представлены на рис. 8 [11]. Как видно из графика, они тоже лежат в пределах от +0,5% до –1% но- минала, заданных в спецификации. С ТОЙКОСТЬ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ПОТОКА НЕЙТРОНОВ Для стабилизаторов напряжения се- рии IRUH3301 были проведены испы- тания с целью определения влияния повреждений структуры полупровод- никового материала, связанных с воз- действием потоков нейтронов, на тех- нические характеристики этих уст- ройств. Все тестируемые образцы были подвергнуты воздействию потоков нейтронов 10 11 и 10 12 нейтрон/см 2 . После воздействия потока нейтронов с уровнем выше 10 12 нейтрон/см 2 было выявлено ухудшение в отношении на- пряжения на регулировочном транзи- сторе и порогов срабатывания функ- ции защёлкивания при перегрузке по току, однако даже в этом случае устрой- ства сохраняли свою работоспособ- ность и основные электрические ха- рактеристики вплоть до значений по- рядка 10 13 нейтрон/см 2 . Испытания проводились в соответствии с требова- ниями Method 1017 Neutron Irradiation стандарта MIL-STD-883. Подробно процедура испытаний и их результаты описаны в [12]. Р ЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ЯДЕРНЫХ ЧАСТИЦ Необходимо отметить, что на долю одиночных эффектов от воздействия ионов естественных радиационных поясов земли, солнечных и галактиче- ских космических лучей приходится до 35% зарегистрированных отказов. В декабре 2005 года компания Inter- national Rectifier испытала стабилиза- торы напряжения серии IRUH3301 на стойкость к воздействию отдельных ядерных частиц и исследовала одиноч- ные эффекты от воздействия частиц. Устройства повергались воздействию отобранных пучков ионов. При этом контролировались эффекты перехода микросхем в состояние повышенного потребления тока из-за срабатывания тиристора, образованного одним из транзисторов схемы в паре с паразит- ным транзистором (Single Event Latch- up – SEL), и переходные ионизацион- ные реакции в виде импульсов напря- жения в выходных цепях (Single Event Transient – SET). Для определения стойкости стабилизаторов к воздей- ствию отдельных частиц были выбра- ны следующие виды ионов: криптон (Kr), ксенон (Xe) и золото (Au). Уровни энергий, пороговые линейные потери энергии (ЛПЭ) иона в веществе и глу- бина проникновения всех выбранных частиц ионов представлены в табл. 3. Все образцы стабилизаторов были испытаны при значениях ЛПЭ 85,4 МэВ·см 2 /мг, и не было обнаруже- но переходов микросхем в состояние повышенного потребления тока (SEL) во всём диапазоне входных напряже- ний. Во время выполнения всех испы- таний на SEL ни в одном из тестируе- мых образцов не было обнаружено ка- тастрофических отказов. Результаты испытаний на SET пока- зывают чувствительность изделий к ам- плитуде входного напряжения. Вначале три образца были испытаны при вход- ном напряжении 7 В и токе нагрузки 1 A с уровнем ЛПЭ 27,8 МэВ·см 2 /мг и с ис- пользованием пучков ионов Kr. При 62 СТА 3/2011 АППА Р А Т НЫЕ С Р Е ДС Т В А / ИС ТОЧНИКИ ПИ Т АНИЯ www.cta.ru –0,6 0 2 4 6 8 10 12 14 –0,5 –0,4 –0,3 –0,2 –0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 25 крад; Условные обозначения: 50 крад; 100 крад; 200 крад; 300 крад; 500 крад; после отжига Номер образца V out (% от базового уровня) Рис. 7. Устойчивость выходного напряжения к воздействию ионизирующего излучения (образцы № 1–5 нагружены током 50 мА при входном напряжении 6,8 В, образцы № 6–11 включены в схему с входным напряжением 0 В, а образец 12 использовался в качестве конт- рольного, то есть не подвергался воздействию радиации) –0,6 0 2 4 6 8 10 12 –0,5 –0,4 –0,3 –0,2 –0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Условные обозначения: Номер образца V out (% от базового уровня) 16 крад; 43 крад; 75 крад; 110 крад Рис. 8. Устойчивость выходного напряжения к воздействию ионизирующего излучения низкой интенсивности (образцы № 1–5 нагружены током 50 мА при входном напряжении 6,8 В, образцы № 6–10 включены в схему с входным напряжением 0 В, а образец 11 использовался в качестве контрольного, то есть не подвергался воздействию радиации) Таблица 3 Разновидности ионов, применяемые при тестировании ИОН ЭНЕРГИЯ, МэВ УГОЛ, ° ЭФФЕКТИВНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЛПЭ, МэВ·см 2 /мг ГЛУБИНА ПРОНИКНОВЕНИЯ В КРЕМНИЙ, мкм 84 Kr 1032 0 27,8 134 129 Xe 1512 0 51,5 120 197 Au 2247 0 85,4 118 © СТА-ПРЕСС