Радиационные факторы

Радиационное воздействие вызывает как немедленную, так и накапли­вающуюся реакцию элементов, составляющих конструкцию ЭА. Среди су­ществующих видов излучений наибольшую опасность представляют элек­тромагнитные излучения и частицы высоких энергий.

Полный спектр электромагнитных излучений охватывает диапазон длин волн от десятков тысяч метров до долей нанометра. Наиболее значимое воз­действие на ЭА оказывают рентгеновское излучение и гамма-лучи (длина волн менее 10 нм). Эти виды излучения обладают значительной проникаю­щей и ионизирующей способностью и характеризуются дозой и мощностью излучения.

Облучение частицами может вызвать в веществах обратимые, полуоб­ратимые и необратимые явления. Обратимые явления возникают с началом облучения, сохраняются на протяжении его действия и исчезают с его пре­кращением. Полуобратимые явления возникают с началом облучения, уве­личиваются с его действием и постепенно исчезают после его прекращения. Необратимые явления возникают в процессе воздействия определенной до­зы облучения, не исчезают и не уменьшаются после его прекращения.

При облучении резисторов возникают обратимые и необратимые изме­нения сопротивления, уровень шума увеличивается, параметр влагостойко­сти уменьшается. Керамические и проволочные резисторы наиболее устой­чивы к действию облучения. Интегральный поток величиной до 10²⁰ час­тиц/см² почти не вызывает изменений их параметров. Менее устойчивы к облучению металлопленочные и пленочные углеродистые резисторы. Их параметры заметно ухудшаются при интегральном потоке свыше 10¹⁴ час­тиц/см². Так же чувствительны к облучению и композиционные резисторы.

Облучение конденсаторов ухудшает их электрическую прочность, из­меняет емкость и тангенс угла диэлектрических потерь. Причиной этого яв­ яв­ляются необратимые явления в структуре диэлектрика, механические де­формации, ионизация диэлектрика и воздушных промежутков. Наиболее стойкими к облучению являются керамические, стеклоэмалевые и слюдяные конденсаторы. Конденсаторы с органическим диэлектриком (бумажные, по­листироловые, лавсановые, фторопластовые и др.) обладают пониженной радиационной стойкостью. Электролитические конденсаторы обладают наиболее низкой стойкостью, в них разгерметизация и разложение электро­лита наступают при низких дозах облучения.

По сравнению с другими типами электрорадиоэлементов наименее стойкими к облучению являются полупроводниковые приборы и интеграль­ные микросхемы вследствие возникновения в них обратимых и необрати­мых явлений. Необратимые дефекты в полупроводниках приводят к потере выпрямительных свойств диодов из-за постепенного увеличения удельного электросопротивления исходного материала. Транзисторы всех типов при облучении теряют усилительные свойства, в них возрастают токи утечки, пробивное напряжение снижается. Их радиационная стойкость составляет 10¹²...10¹⁴ нейтронов/см² при облучении нейтронами и 10⁴... 10⁷ рад при гамма-облучении.

В интегральных микросхемах (МС) при облучении существенно изменя­ются характеристики вследствие изменения параметров входящих в них рези­сторов, конденсаторов, диодов, транзисторов. Так же изменяются изолирую­щие свойства разделительных р-n -переходов, возрастают токи утечки, появ­ляются многочисленные паразитные связи между элементами структуры микросхем, что в результате приводит к нарушению их функционирования.

Дата добавления: 2014-12-08