ВПЛИВ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ ПРИЛАДІВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/3083-6298.2026.01.07Ключові слова:
електромагнітне випромінювання, струм, напруга, напівпровідникові структури, теплова нестабільність, критична енергія випромінюванняАнотація
Актуальність. Зростаючий рівень електромагнітних загроз вимагає дослідження механізмів відмов напівпровідникових приладів, що використовуються в електронній апаратурі, зокрема, під впливом імпульсного електромагнітного випромінювання, яке може спричинити як тимчасове, так і критичне пошкодження компонентів. Предметом дослідження у статті є фізичні механізми оборотних та незворотних відмов напівпровідникових приладів, пов'язані з впливом електромагнітно-індукованих струмів на вольт-амперні характеристики та розвитком теплових нестабільностей. Метою статті є розробка фізичної моделі відмов напівпровідникових приладів та отримання аналітичних співвідношень для кількісної оцінки їх характеристик під впливом електромагнітного випромінювання. Були отримані наступні результати. Проаналізовано процес перетворення енергії індукованих струмів у власні електромагнітні коливання та теплову енергію носіїв заряду. Запропоновано фізичну модель формування теплової нестабільності, що призводить до вторинного теплового пробою. Розроблено аналітичні співвідношення для оцінки потужності тепловіддачі та часу, необхідного для розвитку нестабільності. Визначено кількісні показники оборотних відмов (зміни вольт-амперних характеристик) та незворотних відмов (термічного пробою) залежно від параметрів випромінювання та властивостей матеріалу. Узгодженість між розрахунковими та експериментальними даними була продемонстрована з точки зору порядку величини критичної енергії руйнування. Висновок. Запропонована модель та отримані аналітичні залежності можуть бути використані для визначення критеріїв виникнення та кількісного прогнозування відмов напівпровідникових приладів під впливом імпульсного електромагнітного випромінювання.
Посилання
- Serkov, O., Breslavets, V., Breslavets, J. and Yakovenko, I. (2022), “Excitation of own oscillations in semiconductor components of radio products under the exposure of third-party electromagnetic radiation”, Advanced Information Systems, Vol. 6 (1), pp. 124-128, DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2022.1.20
- Serkov, O.A., Breslavets, V.S., Breslavets, Y.V. and Yakovenko, I.V. (2022), “Mechanisms of the influence of external electromagnetic radiation on the performance of communication equipment”, Systems of Control, Navigation and Communication, Vol. 2 (68), pp. 129-133, DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2022.1.20
- Potylitsyn, A.P. (2019), “Transition radiation and diffraction radiation. Similarities and differences”, Nucl . Instrum . Methods Phys. Res,Vol. 145, p. 67.
- Serkov, O., Breslavets, V., Breslavets, J. and Yakovenko I. (2021), “Excitation of magnetoplasma oscillation in semiconductor structures by fluxes of charged particles”, Advanced Information Systems, Vol. 5 (3), pp. 18-21, DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2021.3.03
- Rule, D.W., Fiorto, R.B. and Kimura, W.D. (2020), “Noninterceptive beam diagnostics based on diffraction radiation”, AIP Conf. Proc., Vol. 590, p. 510.
- Serkov, O., Breslavets, V., Yakovenko, I. and Dzubenko, A. (2019), “Excitation of surface vibrations of semiconductor structures exposed to external electromagnetic radiation”, Advanced Information Systems, Vol. 2(3), pp. 142-146, DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2018.3.25
- Fiorito, R.B. and Rule, D.W. (2020), “Diffraction radiation diagnostics for moderate to high energy beam”, Proc. of the 4th Int. Symp. On Radiation From Relativistic Electrons, Vol. 155, p. 67.
- Mkrthyan, A.R. (2021), “Coherent diffraction radiation from an electron bunch”, Nucl. Instrum . Methods Phys. Res. B., Vol. 56, p. 69.
- Perez-Rodrigues, F. and Yampolskii, V.A. (2020), “Hysteresis of the acoustical field excited by electromagnetic radiation in a metallic film”, XI National Congress of the SMCSV. Program. Cancun, Mexico
- Schroen, W. and Hooper, W.W. (2020), “Failure Mechanisms in Silicon Semiconductors”, Rome Air Development Center Report No. RADS-TR-64-524, Also AD 615312.
- Shilliday, T.S. and Vaccaro, J. (2021), “Physics of Failure in Electronics”, RADS Series in Reliability, Rome Air Development Center, Vol. 5, Also AD. 655397
- Queisser, H.J. (2020), “Failure Mechanisms in Silicon Semiconductors”, Final Report Contract AF 30 (602)-2556. Rome Air Development Center, Report No. RADC-TDR-62-533
