Влияние радиации на электронику
Радиация представляет значительную угрозу для электронных устройств. Основные радиационные воздействия включают ионизирующее излучение, которое может привести к повреждению электронных компонентов на субатомном уровне.
Радиационное воздействие
Неконтролируемая радиация может вызывать появление дополнительных энергетических состояний в материалах, из которых изготовлены полупроводниковые приборы. Это уменьшает надежность и долговечность таких приборов:
Ионизация — ионизирующая радиация выбивает электроны из атомов, создавая в полупроводнике пары 'электрон-дырка'. Из-за этого изменяется проводимость материала и может произойти критический сбой в работе устройства.
Накопление заряда — в диэлектрических слоях может накапливаться заряд, что приведет к изменениям в электростатических характеристиках устройства, например, в транзисторах MOSFET.
Сдвиги порога напряжения — изменения накопления заряда могут потребовать перерасчета напряжения, необходимого для переключения состояния транзистора. Это критично для схем с фиксированными порогами.
Защита от радиации
Способы защиты включают экранирование устройств, адаптацию конструкций и использование специализированных радиационно-стойких интегральных схем. Радиационно-стойкие материалы также применяются для создания элементов, устойчивых к радиационному повреждению.
Снижение ионизационного воздействия достигается использованием специальных конструкций и материалов, а также тестированием устройств в условиях, моделирующих радиационные среды.
Таким образом, разработка и использование радиационно-стойкой электроники становятся критически важными для применения в авиации, космической и ядерной промышленности.
Категория: Физика
Теги: электроника, радиационная стойкость, полупроводники