РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ

Электронных приборов, свойство электронных приборов выполнять заданные функции и сохранять значения своих параметров в обусловленных технич. документацией пределах во время и после воздействия на них ионизирующего излучения (ИИ), например в космич. пространстве, вблизи ядерных реакторов и изотопных установок. Р. с. электронных приборов определяется главным образом способностью их материалов противостоять воздействию ИИ, влияющего на их свойства и структуру.

Характер и последствия влияния ИИ на материал зависят в основном от типа материала, природы ИИ, мощности дозы или интегрального потока и продолжительности воздействия, а также от температуры прибора при его облучении (радиац. чувствительность материала, как правило, уменьшается с повышением температуры). Радиац. эффекты в материалах обусловлены в основном поглощением энергии ИИ, что приводит к ионизации, и упругим взаимодействием ИИ с атомами и ядрами, обусловливающим структурные изменения материала; в ряде случаев следует также учитывать последствия ядерных реакций в веществе. Радиац. эффекты можно условно разделить по внеш. проявлениям на обратимые, которые наблюдаются лишь в процессе облучения и исчезают после прекращения воздействия ИИ, и остаточные, которые накапливаются во время облучения и сохраняются после него.

Обратимые радиационные эффекты обычно связаны с ионизац. процессами, возникающими в материале прибора; их обратимость обусловлена тем, что возникающие вследствие ионизации носители заряда рассасываются после прекращения действия ИИ.Остаточные радиационные эффекты могут быть связаны как с ионизац. процессами, так и со структурными нарушениями в материале приборов и последствиями ядерных реакций. Остаточные повреждения атомной и электронной структуры материала наз. радиац. дефектами.Наиболее чувствительны к ИИ ПП приборы. Обратимые эффекты в ПП приборах при больших мощностях дозы ИИ проявляются в возникновении избыточного тока в приборе (за счёт носителей заряда, возникающих при ионизации), который может существенно изменить режим работы прибора и привести к врем, потере работоспособности устройства, в состав которого этот прибор входит.

Такие эффекты особенно характерны для биполярных транзисторов, выпрямит. ПП диодов, тиристоров и т. п. ПП приборов, работающих на неосновных носителях заряда. При отсутствии токоограничения в цепях ПП приборов избыточные токи могут превышать максимально допустимые значения. В этом случае радиац. эффекты становятся необратимыми и могут привести к отказам ПП приборов, например пробою ПП и расплавлению токопроводящих элементов. Эти процессы в наибольшей степени характерны для ИС, в которых значит, избыточный ток, образующийся за счёт накопления дополнит, носителей заряда по всему объёму кристалла, может протекать в локальных участках ИС. Кроме того, в некоторых ИС, имеющих тиристорную структуру (многократно чередующиеся области с проводимостью р- и п-типа), при больших мощностях дозы ИИ возникает «ти-ристорный эффект» - начинает протекать большой ток, соответствующий току тиристора в открытом состоянии. Такой ток сохраняется до тех пор, пока ИС не будет отключена от источника питания (поэтому «тиристорный эффект» относят к условно обратимым).

Остаточные эффекты в ПП приборах связаны Либо со структурными нарушениями, которые приводят к уменьшению времени жизни носителей заряда и их подвижности, а также к изменению концентрации основных носителей, либо с ионизац. процессами за счёт захвата генерированных носителей заряда состояниями на границе раздела диэлектрик - ПП и образования дополнит, поверхностных состояний, в т. ч. центров поверхностной рекомбинации. Структурные нарушения наиболее сильно сказываются на времени жизни носителей заряда. Поэтому ПП приборы, параметры которых существенно зависят от времени жизни носителей заряда, имеют сравнительно низкую Р. с. В первую очередь это относится к светодиодам, у которых при уменьшении времени жизни носителей заряда падает коэф. передачи тока и растёт остаточное напряжение в режиме насыщения. Более высокой Р. с. обладают приборы, работающие на основных носителях заряда и не очень чувствительные к поверхностным эффектам, в частности полевые транзисторы с управляющим р - п-переходом и с затвором в виде барьера Шоттки. Остаточные радиац. эффекты в них связаны только с изменением концентрации основных носителей и их подвижности при облучении. Весьма высокая Р. с. у СВЧ биполярных транзисторов и у большинства СВЧ диодов, осн. параметры которых слабо зависят от времени жизни носителей заряда. Очень чувствительны к воздействию ИИ приборы с зарядовой связью, в которых имеют место как поверхностные, так и объёмные радиац. эффекты. Остаточные эффекты в ИС определяются остаточными эффектами в её элементах и схемотехнич. решением ИС, к-рое обусловливает степень зависимости параметров ИС от параметров её элементов.

ЭВП по сравнению с ПП приборами обладают, как правило, существенно более высокой Р. с. Однако в ЭВП, колбы которых изготовлены из боросодержащего стекла, может происходить реакция захвата тепловых нейтронов изотопом 5° В с образованием атомов Не, что приводит к ухудшению вакуума в приборе. Кроме того, в стекле при воздействии ИИ могут образовываться центры окраски, ухудшающие его прозрачность, что сказывается, например, на работе ЭЛП.

Весьма чувствительны к ИИ газоразрядные приборы, которые, как и ПП приборы, в момент воздействия на них ИИ могут временно терять работоспособность вследствие ионизации заполняющего их газа.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.