Введение в курс дела
Основными источниками радиации на околоземной орбите являются Солнце и звезды. Например, Солнце обеспечивает постоянный массивный артобстрел спутников и межпланетных станций протонами и электронами, тогда как звезды дополняют излучение ядрами тяжелых элементов.
). Именно эти пояса являются самой серьезной проблемой для космических аппаратов, а потому время нахождения в них стараются минимизировать.
Использование в космической аппаратуре стандартных транзисторов и микросхем ограничено эффектом защелкивания, и в отдельных случаях возможно только на низких орбитах. На более высоких орбитах и в дальнем космосе нужны специальные радиационно-стойкие изделия, так как космические аппараты лишены защиты магнитного поля Земли.
Несколько лет назад BarsMonster написал целую статью о защищённой микроэлектроники для военных и космических нужд, где изложил, почему «обычная» микроэлектроника не может летать в космос и почему РФ, как космической державе, необходимо собственное производство коплектующих.
В начале 2022 года вышла статья с разбором и описанием чипа 1886ВЕ10, устойчивого к радиационному воздействию, от компании Микрон. При некоторой поддержке Вашего покорного слуги, мы узнали, как выглядят транзисторы с кольцевым затвором и из чего они состоят:
Основной, рабочий слой микроновской микросхемы 1886ВЕ10
Аналогичные обзоры делал в 2022 и 2022 годах пользователь amartology (1 и 2).
Однако, помимо микроэлектроники в ракетах, спутниках и исследовательских зондах используется силовая электроника, которая также нуждается в определённой защите. Коллега tnenergyписал недавно о том, как примеси и неравномерное распределение допанта могут оказаться фатальными для силовой электроники.
Карточка серии 2рс101ас9 | optochip: электронные компоненты
Перечень содержит преимущественно перспективную номенклатуру изделий военного назначения категорий качества “ВП”, “ОС” и “ОСМ” с техническим уровнем и характеристиками, отвечающими требованиям действующих нормативных документов (НД) на изделия и позволяющими создавать образцы аппаратуры ВВСТ различного назначения.
Применение изделий в аппаратуре возможно на основании совместного Решения государственного заказчика ВВСТ, в интересах и по заказу которого выполняются работы по разработке (модернизации), производству, эксплуатации и ремонту аппаратуры, и государственного заказчика ЭКБ, при одноременном решении вопроса об освоении в производстве, восстановлении производства или воспроизводстве изделий до начала серийного выпуска аппаратуры. Освоение таких изделий осуществляется в соответствии с ГОСТ РВ 15.301-2003, восстановление производства или воспроизводство – в установленном порядке.
Когда нужна своя элементная база
Развал страны Советов в начале 90-х годов, заморозка и закрытие если не большинства, то многих программ освоения комоса (чего только один Буран и исследование Венеры стоят!), сказалось и на отрасли мироэлектроники. Развитие, фактически, остановилось, а наиболее уязвимыми стали узкоспециализированные области, как, например, создание радиационно-стойкой элементной базы.
После ряда инцидентов, российскими властями было принято решение запретить отправлять в космос изделия, ЭКБ (электронной компонентной базы) которых не является стойкой к воздействию ТЗЧ (тяжелым заряженным частицам).
Как отмечается в выпущенном пресс-релизе, РосКосмос и «Ангстрем» начали сотрудничать в 2022 году в рамках налаживания выпуска продукции, которая позволяет создавать аппаратуру для работы в околоземном пространстве, а также в сложных условиях на земле.
2
/мг. Вчера же были представлено второе поколение:
— 2ПЕ206А9 с сопротивлением не более 50 мОм и максимальным напряжением 140 В при воздействии ТЗЧ (тяжелых заряженных частиц) с энергией не менее 60 МэВ·см
2
/мг,
— 2ПЕ207А9 с сопротивлением не более 200 мОм и максимальным напряжением 200 В при воздействии ТЗЧ (тяжелых заряженных частиц) с энергией не менее 60 МэВ·см
2
/мг.
По словам руководителя отдела по разработке силовой электроники «Ангстрем» Татьяна Крицкая: «Эти транзисторы должны заменить иностранные аналоги. Таким образом мы получим независимость отечественной космической программы от зарубежных производителей.
Представленные транзисторы обладают малым зарядом затвора и низким сопротивлением сток-исток в открытом состоянии, что позволит увеличить КПД бортовых источников питания. Плюс ко всему, разработка позволит повысить качество обработки информации, передаваемой с различных спутников на землю.
Новость безусловно положительная, и как в этой связи не вспомнить презентацию ядерной энергодвигательной установки от РосКосмоса?!
PS: О замеченных неточностях и ошибках просьба сообщать в ЛС.
UPD: Не совсем понял, почему райтеры Ангстрема считают аналогичную продукцию «выпускает только одна компания», их на самом деле несколько (rad-hard transistor): ST, Aeroflex, Infineon, SemiCoa.
