Допустимый перенос ионизирующих частиц
Главная / ЭКВМ / Программы для ЭКВМ / Расчёты в технике

Перенос ионизирующих частиц - это отношение числа ионизирующих частиц, проникающих в объем сферы, к площади поперечного сечения этой сферы. Максимально допустимый перенос ионизирующих частиц FN, который может выдержать биполярный транзистор для заданного изменения коэффициента передачи h21, определяется из соотношения [1]:

FN ≤ 5,15 K γα ((h21/h'21) - 1) / h21,

где K - постоянная, зависящая от типа транзистора, (нейтр. × с/см2);
  γα - граничная частота усиления транзистора по току в схеме с общей базой, Гц;
  h21 и h'21 - коэффициент передачи транзистора по току в схеме с общим эмиттером соответственно до и после воздействия ионизирующего излучения.

Зависимость коэффициента K от материала полупроводника и структуры транзистора приведена в таблице.

Материал Структура Значение K, 107 нейтронов в секунду на см2
Ge
германий		 p-n-p 4,2 ± 0,2
n-p-n 1,8 ± 0,2
Si
кремний		 p-n-p 0,3 ± 0,04
n-p-n 0,46 ± 0,033

Составим программу для ЭКВМ, которая поможет определять FN по входным значениям h21 и h'21:

  x0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9
0x ПC ИПВ ÷ 1 - ИПC ÷ ИП9 × ИПA
1x × 5 , 1 5 × С/П БП 00  

Для работы следует:

  1. Перед первым запуском занести R9 = К, RA = γα, RB = h'21.
  2. Ввести h21. Нажать В/О, С/П.
  3. После останова программы считать рассчитанное значение FN из RX.

Рассмотрим работу программы на конкретном примере. Для транзисторов МП42 граничная частота составляет 1МГц. Транзистор кремниевый, p-n-p проводимости. За значение K возьмем нижнюю границу коэффициента (0,3 - 0,04)×107 = 2,6×106.

Предположим, что допустимое значение коэффициента передачи в схеме после воздействия ионизирующего излучения - не менее 10. Коэффициент передачи до воздействия зависит от разновидности транзистора. Для МП42 это значение 20-35, для МП42А - 30-50, для МП42Б - 45-100. Определим границы допустимых значений переноса на обоих границах диапазона.

Перед первым запуском занесем значения: R9=2,6 ВП 6; RA=1 ВП 6; RB=10. Полученные при работе с программой значения переноса быстрых нейтронов FN запишем в таблицу.

Транзистор МП42 МП42А МП42Б
h21 20 35 30 50 45 100
FN, 1012 частиц/см2 0,67 0,96 0,89 1,1 1,0 1,2

Из полученных результатов следует, что для допустимого расчетного воздействия на изделие излучения потоком 1012 нейтрон/см2 следует использовать в схеме транзисторы разновидности МП42Б.



Литература

  1. Справочник конструктора РЭА: Общие принципы конструирования. /Под ред. Р.Г. Варламова - М.: Советское радио, 1980. - 480 с., ил.

НПП "СЕМИКО" (383) 271-01-25 (многоканальный)