RU2589350C1 - Device for protection of electronics exposed to pulsed ionising radiation - Google Patents

Device for protection of electronics exposed to pulsed ionising radiation Download PDF

Info

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
Application number
RU2015114837/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Наумович Кулыба
Константин Владимирович Литвицкий
Сергей Николаевич Пущинский
Геннадий Павлович Руднев
Юрий Степанович Зябликов
Original Assignee
Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" filed Critical Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега"
Priority to RU2015114837/08A priority Critical patent/RU2589350C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2589350C1 publication Critical patent/RU2589350C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and can be used for protection of electronics from impact of pulse ionising radiation. Device for protection of radio-electronic equipment (REE) when exposed to pulsed ionising radiation sources is based on disconnecting power to REE upon exceeding potentially critical level effect of ionising radiation sources on REE and is characterised by that it comprises detector of pulse ionising radiation, buffer stage-emitter follower and pulse generator - multivibrator, and as a detector of pulse ionising radiation a collector p-n junction of a n-p-n transistor with shorted emitter to base.
EFFECT: technical result is faster operation of protection device and simplification of protection circuit.
1 cl, 2 dwg

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)

Устройство защиты радиоэлектронной аппаратуры при воздействии на нее импульсного ионизирующего излучения, содержащее детектор импульсного ионизирующего излучения, отличающееся тем, что содержит буферный каскад - эмиттерный повторитель и формирователь импульсов - одновибратор, а в качестве детектора импульсного ионизирующего излучения используется коллекторный р-n переход n-p-n транзистора при закороченных эмиттере с базой. A device for protecting electronic equipment when exposed to pulsed ionizing radiation, comprising a pulsed ionizing radiation detector, characterized in that it contains a buffer cascade — an emitter follower and a pulse shaper — a one-shot, and a collector pn junction of the npn transistor is used as a detector of pulsed ionizing radiation shorted emitter with base.
RU2015114837/08A 2015-04-21 2015-04-21 Device for protection of electronics exposed to pulsed ionising radiation RU2589350C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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