РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

Рассматриваемые вопросы:

10.1 Основные понятия и виды облучения

10.2 Влияние облучения на конструкционные материалы

10.3 Влияние ионизирующего облучения на резисторы

10.4 Влияние ионизирующего облучения на конденсаторы

10.5 Влияние радиации на полупроводниковые диоды

10.6 Влияние радиации на транзисторы

10.6.1. Влияние рдиации на коэффициент усиления

10.7 Влияние облучения на электровакуумные приборы и интегральные схемы

10.8 Методы конструирования, направленные на уменьшение влияния облучения на характеристики РЭА

Основные понятия и виды облучения

Конструирование РЭА, стойкой к ионизирующему облучению, предусматривает выбор материалов и элементной базы, а также конструктивных решений, уменьшающих влияние радиации.

Ионизирующей радиацией – называется облучение, обладающее свойством проникать в толщу вещества и вызывать в нем ионизацию. При рассмотрении воздействия радиации применяют следующие термины для основных характеристик радиации:

- мощность потока и интегральный поток (при корпускулярном излучении),

- мощность дозы облучения и доза облучения (при гамма - излучении).

Мощность потока – измеряется количеством частиц, падающих перпендикулярно на площадку 1 см² за все время облучения.

Интегральный поток – полный поток частиц, прошедших через площадку 1 см² за все время облучения.

Мощность дозы – измеряется в рентгенах в секунду (Р/с).

Доза облучения - в рентгенах (Р).

Рентген (Р) – доза гамма – излучения при поглощении которого в 1 см³ сухого воздуха при t = 0 °C и нормальном давлении образуются положительные и отрицательные заряды общей величиной в одну электрическую единицу каждого знака.

При дозе 1Р в одном грамме воздуха поглощается энергия 87*10^-7 Дж.

Воздействие радиации на вещество зависит от вида радиации, дозы (потока) облучения, мощности дозы (потока) облучения, распределения энергии радиации по спектру, природы облучаемого вещества, окружающих условий (температуры, влажности и т. д.).

Облучение быстрыми нейтронами носит объемный характер и вызывает нарушение структуры вещества (смещение атомов в кристаллической решетке, образование примесей других элементов и, в частности, образование радиоактивных изотопов); ионизацию (в небольшой степени) вследствие выделения из атомов заряженных частиц.

Облучение быстрыми протонами является поверхностным и вызывает ионизацию и нарушение структуры вещества (в небольшой степени).

Воздействие гамма – лучей также имеет объемный характер. Под влиянием гамма – излучения возникает сильная ионизация, явление фотопроводимости, люминесценция, химические реакции, повышение температуры, изменение анизотропных свойств кристаллических веществ.

Облучение электронами (b - излучение) носит поверхностный характер и вызывает ионизацию, вторичную эмиссию, небольшие изменения в решетке вещества, жесткое рентгеновское облучение.

Воздействие a - частиц и осколков ядер можно практически не учитывать вследствие малой длины пробега и поверхностного характера.

Воздействие излучения может вызывать обратимые, необратимые или полупостоянные изменения в веществе.

Обратимые изменения возникают одновременно с началом облучения и исчезают с прекращением облучения. Необратимые изменения наступают под воздействием определенной дозы облучения, не исчезают и не уменьшаются после прекращения облучения. Полупостоянные изменения начинаются при облучении, развиваются по мере увеличения дозы и исчезают через некоторое время после окончания облучения.