Подобные иллюстрации можно привести для других параметров и других типов ЭРИ. Вид же графиков будет аналогичен приведенному. Поскольку каждая ИС имеет индивидуальные электрические параметры, причем зависящие от электрического режима работы, то и момент выхода за границы ТУ для каждой ИС в различных электрических режимах будет также индивидуальным, а следовательно, и уровень радиационной стойкости также будет различными для каждого отдельного корпуса ИС.

11.2.2Экспериментальные данные разброса радиационной стойкости ЭРИ

На рис.96 приведены интегральные функции распределения отказавших ИС 564ЛА7 от дозы облучения. Анализ приведенных зависимостей показывает, что разброс по уровню стойкости достаточно широк, причем зависит еще и от предыстории облучения и отжига радиационных дефектов, но это уже информация для разработки методики классификации ЭРИ по уровню радиационной стойкости [109].

Радиационные повреждения ИС зависят от вида излучения и его временных характеристик: представляет оно собой короткий динамический мощный импульс или действует в течение длительного времени [104].

11.2.3Обоснование номенклатуры критически важных ЭРИ определяющих радиационные характеристики бортовой аппаратуры КА

Стойкость РЭА ограничивается, как правило, небольшим количеством типов ЭРИ. При этом среди ЭРИ из одной партии обязательно присутствуют образцы, уровень стойкости которых намного выше (до порядка величины) установленного в ТУ. В соответствии с этим стойкость РЭА к воздействию заряженных частиц ЕРПЗ и искусственных радиационных поясов Земли (ИРПЗ) по дозовым эффектам может быть обеспечена путем использования отбраковочных испытаний с целью либо отбраковки потенциально нестойких изделий, либо выбора изделий с требуемым уровнем стойкости (повышенным по сравнению с ТУ). Имеющиеся в настоящее время методики отбраковочных испытаний ЭРИ [106] основаны на статистических методах и требуют большого объема предварительных испытаний обучающей выборки ЭРИ. То есть, помимо больших затрат на испытания, они требуют представительные выборки ЭРИ.

325

С целью обоснования критически важной номенклатуры ЭРИ произведен сбор и обобщение информации о применяемости ЭРИ в БА перспективных КА.

В качестве основной номенклатуры ЭРИ обобщенного перечня были использованы ЭРИ, заявленные кооперацией НПО ПМ – как предприятия, разрабатывающего наибольшее количество КА различного назначения – связи, телевидения, навигации и ретрансляции. Этот перечень был дополнен номенклатурой ЭРИ, применяемой и предполагаемой к применению кооперацией НПО ПМ, РКК "Энергия" и ГНП РКЦ "ЦСКБ – Прогресс"– в перечне эти ЭРИ выделены особо.

Учитывая, что радиационная стойкость БА определяется стойкостью активных ЭРИ, применяемых в ней, в обобщенный перечень были включены интегральные микросхемы, полупроводниковые приборы (транзисторы, диоды, стабилитроны и др.) и оптоэлектронные приборы.

Обобщенный перечень активных ЭРИ состоит из двух частей – перечня отечественных ЭРИ и перечня предполагаемых к применению ЭРИ иностранного производства.

Под ЭРИ отечественного производства, в соответствии со сложившейся практикой работы, понимаются ЭРИ, изготавливаемые на предприятиях России, стран СНГ (Беларусь, Украина, Узбекистан) и республик Балтии (Латвия, Литва, Эстония).

На данном этапе не следует принимать к рассмотрению номенклатуру ЭРИ иностранного производства:

•детальный анализ этой номенклатуры головными разработчиками КА не проводился, к применению заявлены ЭРИ с различными уровнями качества (надежности) – начиная от коммерческих ЭРИ и заканчивая ЭРИ космического назначения;

•не проводилась минимизация номенклатуры, что привело к включению в перечень заявленных к применению ЭРИ иностранного производства ЭРИ одного функционального назначения с близкими характеристиками, но изготавливаемых различными фирмами;

•учитывая, что большинство ЭРИ космического назначения, особенно определяющих современный уровень ТТХ аппаратуры КА микросхем, про-

326

изводятся фирмами США, на их экспорт в Россию требуется разрешение Госдепартамента США, что в большинстве случаев (особенно для серийно изготавливаемых КА военного назначения) более чем сомнительно.

ЭРИ космического и военного назначения, как правило, выпускаются с различными уровнями стойкости, что оговаривается в контрактах на закупку.

На ЭРИ космического и военного назначения имеются обширные, доступные для пользователей, базы данных по радиационной стойкости ЭРИ и их испытаниям на эти воздействия. Например, электронная база данных COMRAD, разработанная английской фирмой SPUR по поручению ESA и находящаяся по адресу www.comrad-uk.net, через которую также можно выйти на другие базы данных – RADNET, Sandia и др.

На ЭРИ коммерческого и индустриального назначения уровень радиационной стойкости изготовителями не определяется и не гарантируется, для различных партий одного и того же типы ЭРИ этот уровень (по результатам испытаний) отличается. Испытания, проведенные для какой либо партии конкретного типа ЭРИ (например, микросхемы) будут неинформативны для других партий этого же типа ЭРИ, поскольку в подавляющем большинстве случаев неизвестна предыстория изготовления ЭРИ коммерческого и индустриального назначения.

Учитывая изложенное, а также руководствуясь данными, приведенными в табл. 71, видно, что тактико-технические характеристики БА по радиационной стойкости будут определять:

•цифровые микросхемы, изготавливаемые по КМОМ – технологии:

•серий 1526 и 564В (наиболее часто применяемы цифровые микросхемы в космической аппаратуре);

•серий 1554 и 1564 (микросхемы с пониженным напряжением питания и повышенным быстродействием; микросхемы серии 1554),

•запоминающие устройства – серии 537 (наиболее часто применяемые схемы памяти, изготавливаемые по КМОП – технологии);

•схемы организации микропроцессорных систем:

327

•серии 588 (наиболее часто применяемая в настоящее время микропроцессорная серия, изготавливаемая по КМОП – технологии, включающая в себя большой набор микросхем различного функционального назначения);

•серий Л1839 / Н1839 (перспективный микропроцессорный набор, изготавливаемый по КМОП – технологии, широкое применение сдерживается отсутствием серийного производства);

•серий 1806 / Н1806 (изготавливаются по КМОП – технологии, применяются различными потребителями);

•аналоговые микросхемы:

•операционные усилители серии 140, разработанные по биполярной технологии и освоенные ОАО "Восход – КРЛЗ" (г. Калуга) взамен аналогичной серии микросхем, разработанных и изготавливаемых на Украине; наиболее часто используемая серия операционных усилителей;

•коммутаторы и ключи серии 1127 (наиболее часто применяются в аппаратуре, изготавливаются по КМОП – технологии);

•аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи серии 521, изготавливаемые по биполярной технологии (основной производитель – Латвия, но начато производство и в России).

Таблица 71Стойкость микросхем к ионизирующим излучениям космического пространства

328

329