Как уже отмечалось, в вопросе о наличии эффектов ELDRS в биполярных ИС у разных исследователей имеются определенные разногласия. Зарубежные авторы полагают, что эффекты ELDRS в цифровых ИС отсутствуют, а в аналоговых (линейных), где одним из основных контролируемых параметров является входной ток (часто это базовый ток входного БТ) — имеют место. Отечественные авторы считают, что отрицательные обратные связи, обычно присутствующие в аналоговых ИС, «скрывают» зависимость изменений параметров от интенсивности облучения вплоть до порога отказа ИС, а в цифровых ИС, где контролируемые параметры определяются коэффициентом усиления выходного БТ, эффект ELDRS наблюдается. Соответственно основными объектами исследований первых являются аналоговые ИС (операционные усилители, компараторы, регуляторы напряжения и т.д.), а вторых — цифровые ИС (схемы ТТЛ, микросхемы памяти и т.д.)
На рис. 4.6–4.10 [71, 74, 78] в графическом виде приведены экспериментальные зависимости для аналоговых ИС, часто приводимые в публикациях американских авторов. Непосредственно из приведенных на этих рисунках графиков можно судить как о характере влияния условий облучения ИС (Р g, Т обл), так и о численных значениях эффекта ELDRS.
Рис. 4.6. Зависимость приращения входного тока операционного усилителя LM108A от дозы при трех интенсивностях гамма-излучения [78]
Рис. 4.7. Влияние мощности дозы гамма-излучения на повреждение аналоговых биполярных ИС различного технологического исполнения [74]
| 
|
| Рис. 4.8. Влияние мощности дозы облучения на I вх компараторов LM111, облученных при Т обл= 90 °С [78] | Рис. 4.9. Влияние температуры облучения на I вх компараторов LM111, облученных при Р g = 6 рад(Si)/c [78] |
Рис. 4.10. Деградация источника внутреннего тока операционного усилителя LM108А от дозы при нескольких мощностях доз облучения (нормировано на I cs(0)) [78]
С целью выявления влияния схемотехнических решений на чувствительность биполярных ИС к эффекту ELDRS в некоторых работах исследовались ИС различных производителей, являющиеся функциональными аналогами. При этом была получено, что ИС, изготовленные различными производителями, обладают различной чувствительностью к ELDRS. Однако авторы этих работ пришли к выводу, что данные различия связаны, прежде всего, с различными технологиями изготовления ИС, а не их схемотехническими решениями [71].
Вопрос о выборе оптимального режима облучения ИЭТ (Р g, Т обл) — один из важнейших в методах ускоренных испытаний, использующих повышенные температуры облучения. Детальное исследование этого вопроса провели французские авторы [79]. Экспериментально исследовалось 5 типов коммерческих ИС — 2 типа компараторов, и 3 типа операционных усилителей. Изделия облучали до суммарной дозы 100 крад при мощности дозы 0,55; 5,5 и 28 рад/с и температуре 25, 100 и 130 °С. Кроме того, все изделия были облучены при Т обл = 25 °С и Р g = 0,008 рад/с. Качественные, но важные с практической точки зрения, выводы из результатов этой работы таковы:
· наличие или отсутствие эффектов ELDRS в ИС зависит не только от типа входного каскада, но и от типа ИС (технологии изготовления ИС) и вида контролируемого параметра;
· если критичными для применения являются offset-параметры (I offset, U offset), применение повышенных Т обл при моделировании воздействия низкоинтенсивного ИИ
не рекомендуется;
· оптимальным режимом ускоренных испытаний для исследованных ИС по входным токам (токам смещения) является: Р g = 0,55 рад/с, Т обл = 100 °С.
Аналогичный вывод о неадекватности моделирования низкоинтенсивного облучения с повышением температуры сделан в работе [80]: облучая ИС типа 530ИР18 (6-разрядный сдвиговый параллельный регистр с D -триггерами) при Т обл = 25–125 °С и Р g = 0,1–100 Р/с, авторы показали, что с ростом температуры деградация критичных параметров (U OL, I OL) увеличивается при Р g < 0,1 Р/с и уменьшается при Р g > 0,1 Р/с.
Интересные результаты исследования влияния мощности доза гамма-излучения в диапазоне 0,01–100 Р/с на отечественные биполярные цифровые и аналоговые ИС различного конструктивно-технологического исполнения и функционального назначения получены авторами работы [73]. Показано, что это влияние проявляется не всегда, но, если эффект наблюдается, то дозы отказа D отк отличаются не более чем в 3 раза. Зависимость D отк(Р g) биполярных цифровых ИС в диапазоне 0,05–100 Р/с достаточно хорошо описывается выражением
D отк= А (Р g) n, (4.2)
где Р g измеряется в Р/с.
В табл. 4.2 приведены параметры этой аппроксимирующей зависимости для некоторых отечественных ИС [71].
Таблица 4.2
Параметры аппроксимации зависимости дозы отказа биполярных цифровых ИС
от мощности дозы излучения
| Тип ИС | Критерий отказа | А | n |
| 134ЛБ1 | I OL £12 мА | 5,5×104 | 0,22 |
| 1505ЛБ1 | I OL £20 мА | 1,8×105 | 0,21 |
| 1533ЛБ1 | ФК | 3,0×106 | 0,16 |
| 530ИР18 | U OL £0,5 В | 2,0×107 | 0,26 |
| 541РУ1 | ФК | 1,4×105 | 0,17 |
| 1615РУ11 | ФК | 9,5×105 | 0,23 |
| –––––––––––––––––––– ФК — функциональный контроль |
К сожалению, в [73] не приводятся значения погрешностей параметров аппроксимации предложенного вида, что совершенно необходимо для результатов, на основании которых руководящий документ РД 319.03.37-2000 расширяет применение показателя n = 0,26 на все типы дискретных ИС и п-р-п -БТ. Другой важный вывод, сделанный авторами этой работы и противоречащий предположениям авторов [72], состоит в следующем: доза отказа аналоговых ИС не зависит от Р g (эффекты ELDRS отсутствуют), хотя и отмечены случаи, когда по одному параметру отказ ИС наблюдается при максимальной Р g, а по другому — при минимальной.
