RU2589350C1 - Device for protection of electronics exposed to pulsed ionising radiation - Google Patents
Device for protection of electronics exposed to pulsed ionising radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2589350C1 RU2589350C1 RU2015114837/08A RU2015114837A RU2589350C1 RU 2589350 C1 RU2589350 C1 RU 2589350C1 RU 2015114837/08 A RU2015114837/08 A RU 2015114837/08A RU 2015114837 A RU2015114837 A RU 2015114837A RU 2589350 C1 RU2589350 C1 RU 2589350C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ionising radiation
- protection
- pulse
- pulsed
- ree
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может применяться для защиты радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), содержащей КМОП-микросхемы и подвергающейся воздействию факторов импульсного ионизирующего излучения (ИИИ).The invention relates to the field of radio engineering and can be used to protect electronic equipment (CEA) containing CMOS chips and exposed to factors of pulsed ionizing radiation (III).
Известно устройство для защиты интегральных микросхем от воздействия радиации, представленное в патенте [1] (прототип). Известное устройство содержит детектор излучения, усилитель сигналов детектора, блок выдачи команд управления питанием, блок включения опережающей защиты, вторичный источник питания, силовой импульсный транзистор, первый и второй резисторы. Недостатком данного устройства является наличие в схеме опережающей защиты задающего генератора, что уменьшает скорость срабатывания устройства. Также недостатком является необходимость эффективного экранирования элементов устройства.A device for protecting integrated circuits from exposure to radiation, is presented in the patent [1] (prototype). The known device comprises a radiation detector, an amplifier for detector signals, a power control command issuing unit, a forward protection switching unit, a secondary power source, a pulse power transistor, first and second resistors. The disadvantage of this device is the presence in the advanced protection circuit of the master oscillator, which reduces the response speed of the device. Another disadvantage is the need for effective shielding of the device elements.
Целью настоящего изобретения является защита РЭА, содержащей КМОП-микросхемы, от катастрофических отказов, вызванных тиристорным эффектом (ТЭ), при воздействии на аппаратуру ИИИ.The aim of the present invention is the protection of CEA containing CMOS chips from catastrophic failures caused by the thyristor effect (TE), when exposed to the equipment III.
Это достигается тем, что в момент воздействия на РЭА ИИИ устройство защиты (УЗ) выдает импульс на отключение питания РЭА. Отключение питания РЭА позволяет предотвратить развитие тиристорного эффекта в аппаратуре РЭА.This is achieved by the fact that at the moment of exposure to the REA III, the protection device (US) gives an impulse to turn off the power of the REA. Turning off the power of the REA prevents the development of the thyristor effect in the REA equipment.
Техническим результатом изобретения является увеличение скорости срабатывания УЗ и упрощение схемы защиты.The technical result of the invention is to increase the response speed of the ultrasound and simplify the protection circuit.
Технический результат достигается тем, что УЗ содержит буферный каскад - эмиттерный повторитель и формирователь импульсов - одновибратор, а в качестве детектора ИИИ используется коллекторный р-n переход большой площади мощного n-p-n транзистора, например 2Т866А, при закороченных эмиттере с базой (фиг. 1).The technical result is achieved by the fact that the ultrasonic device contains a buffer cascade — an emitter follower and a pulse shaper — a one-shot, and a collector pn junction of a large area of a powerful npn transistor, for example, 2T866A, with a shorted emitter with a base (Fig. 1), is used as an III detector.
Все элементы УЗ выбираются с уровнем стойкости по всем видам воздействия, существенно превышающим уровень стойкости защищаемой РЭА.All elements of ultrasound are selected with a level of resistance for all types of exposure, significantly exceeding the level of resistance of the protected CEA.
Импульс на отключение питания РЭА выдается УЗ при превышении потенциально критического уровня воздействия ИИИ на РЭА регистрируемого детектором ИИИ.The pulse to turn off the power of the REA is given by the ultrasound when the potentially critical level of the influence of the III on the REA recorded by the III detector is exceeded.
На фиг. 2 изображена структурная схема УЗ, которая включает в себя детектор ИИИ (1), буферный каскад - эмиттерный повторитель (2) и формирователь импульса - одновибратор (3).In FIG. Figure 2 shows a block diagram of ultrasonic testing, which includes an III detector (1), a buffer cascade — an emitter follower (2), and a pulse former — a single-shot (3).
УЗ работает следующим образом.UZ works as follows.
Амплитуда первичного фототока, протекающего через р-n-переход транзистора - при воздействии на него ИИИ, описывается следующим выражением [2]:The amplitude of the primary photocurrent flowing through the pn junction of the transistor when exposed to an III, is described by the following expression [2]:
I=G·Pγ·S·(Wt+Ln+Lp)=G·Pγ·Vэфф,I = G · P γ · S · (W t + L n + L p ) = G · P γ · V eff ,
где G - объемная скорость генерации тока (для [Si] равна 6,4 мкА·рад/(см3·с));where G is the volumetric rate of current generation (for [Si] equal to 6.4 μA · rad / (cm 3 · s));
Рγ - мощность дозы, идущей на ионизации, рад/с;P γ is the dose rate for ionization, rad / s;
S - площадь р-n-перехода;S is the area of the pn junction;
Wt - толщина объединенной области p-n-перехода, см;W t is the thickness of the combined region of the pn junction, cm;
Ln, Lp - диффузионная длина неосновных носителей в n- и р-областях соответственно, см;L n , L p - diffusion length of minority carriers in n and p regions, respectively, cm;
Vэфф - эффективный объем сбора носителей, см3.V eff is the effective carrier collection volume, cm 3 .
На включенном последовательно с p-n-переходом входном резисторе эмиттерного повторителя при прохождении тока, образуется импульс напряжения.At the input resistor of the emitter follower connected in series with the p-n junction, when a current passes, a voltage pulse is generated.
С эмиттерного повторителя импульс подается на формирователь импульса. Форма и длительность импульса, подаваемого на вход одновибратора, повторяет форму и длительность импульса воздействующего ИИИ. Одновибратор преобразует входной импульс в импульс прямоугольной формы с длительностью определяемой RC-цепочкой. Формируемый одновибратором выходной импульс подается на ключевую схему питания РЭА. Передний фронт этого импульса обеспечивает отключение РЭА, а задний - его включение.From the emitter follower, the pulse is supplied to the pulse shaper. The shape and duration of the pulse supplied to the input of a single vibrator repeats the shape and duration of the pulse of the acting III. A single-shot converts the input pulse into a rectangular pulse with a duration determined by the RC chain. The output pulse generated by the single-vibrator is supplied to the REA key power supply circuit. The leading edge of this pulse disables the CEA, while the trailing edge provides its inclusion.
Описываемое устройство позволяет отключить РЭА при возникновении воздействия ИИИ и тем самым предотвратить возникновение катастрофических отказов РЭА вызываемых воздействием ИИИ.The described device allows you to turn off the CEA when the impact of III and thereby prevent the occurrence of catastrophic failures CEA caused by the influence of III.
ЛитератураLiterature
1. Патент RU №2322757 С1, МПК Н03К 17/08, заявка №2006135561 от 10.10.2006.1. Patent RU No. 2323275 C1, IPC Н03К 17/08, application No. 2006135561 dated 10.10.2006.
2. F. Larin, Radiation effects in semiconductor devices, New York: John Wiley and Sons, Inc., 1968.2. F. Larin, Radiation effects in semiconductor devices, New York: John Wiley and Sons, Inc., 1968.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015114837/08A RU2589350C1 (en) | 2015-04-21 | 2015-04-21 | Device for protection of electronics exposed to pulsed ionising radiation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015114837/08A RU2589350C1 (en) | 2015-04-21 | 2015-04-21 | Device for protection of electronics exposed to pulsed ionising radiation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2589350C1 true RU2589350C1 (en) | 2016-07-10 |
Family
ID=56371139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015114837/08A RU2589350C1 (en) | 2015-04-21 | 2015-04-21 | Device for protection of electronics exposed to pulsed ionising radiation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2589350C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2733645C1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-10-06 | Акционерное общество "Интерсофт Евразия" | Method of protecting electronic equipment from radioactive radiations and device for realizing method of protecting electronic devices from radioactive radiations |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5192490A (en) * | 1990-12-07 | 1993-03-09 | Merlin Gerin | Extended range neutron detection device for monitoring and control of nuclear reactors |
RU2061282C1 (en) * | 1993-11-30 | 1996-05-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью Малое предприятие Фирма "КЭФП" | Semiconductor ionizing-radiation detector |
RU2289828C2 (en) * | 2004-04-20 | 2006-12-20 | Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Device for controlling radiation situation |
RU2484554C1 (en) * | 2011-12-27 | 2013-06-10 | Сергей Григорьевич Лазарев | Method of detecting ionising radiation |
-
2015
- 2015-04-21 RU RU2015114837/08A patent/RU2589350C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5192490A (en) * | 1990-12-07 | 1993-03-09 | Merlin Gerin | Extended range neutron detection device for monitoring and control of nuclear reactors |
RU2061282C1 (en) * | 1993-11-30 | 1996-05-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью Малое предприятие Фирма "КЭФП" | Semiconductor ionizing-radiation detector |
RU2289828C2 (en) * | 2004-04-20 | 2006-12-20 | Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Device for controlling radiation situation |
RU2484554C1 (en) * | 2011-12-27 | 2013-06-10 | Сергей Григорьевич Лазарев | Method of detecting ionising radiation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2733645C1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-10-06 | Акционерное общество "Интерсофт Евразия" | Method of protecting electronic equipment from radioactive radiations and device for realizing method of protecting electronic devices from radioactive radiations |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
McIntyre | The distribution of gains in uniformly multiplying avalanche photodiodes: Theory | |
US8410416B2 (en) | Reduction of delay between subsequent capture operations of a light-detection device | |
Leach et al. | High voltage bulk GaN-based photoconductive switches for pulsed power applications | |
US2991366A (en) | Semiconductor apparatus | |
TW201533880A (en) | Electrostatic discharge protection circuit and semiconductor component | |
CN108075460A (en) | surge protection circuit with feedback control | |
US2670441A (en) | Alpha particle counter | |
TW201810596A (en) | An ESD device for a semiconductor structure | |
RU2589350C1 (en) | Device for protection of electronics exposed to pulsed ionising radiation | |
US10243356B2 (en) | Overvoltage protection device | |
US9484740B2 (en) | Electrostatic discharge clamp | |
US3409839A (en) | Method and apparatus for minimizing the effects of ionizing radiation on semiconductor circuits | |
Wu et al. | Combined effects of total ionizing dose and electromagnetic pulse on a bipolar junction transistor | |
US3273043A (en) | Regulated rectifier | |
KR101381392B1 (en) | Single photon detector for reducing after pulse | |
ES363669A1 (en) | Alarm device gas discharge tube | |
KR940006258A (en) | Horizontal Register of Semiconductor Device and Solid State Imaging Device | |
Ilyin et al. | 30 kV pulse diode stack based on 4H-SiC | |
RU2305894C2 (en) | Device for protecting integrated circuits against heavy particles in case of their ingress in them | |
US3886379A (en) | Radiation triggered disconnect means | |
US2999172A (en) | Transistor trigger circuit | |
Kang et al. | Diode quenching for Geiger mode avalanche photodiode | |
US3898482A (en) | Noise suppression circuit | |
US3263098A (en) | Transistor avalanche mode pulse generator | |
Vignetti et al. | A time-integration based quenching circuit for Geiger-mode avalanche diodes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200422 |