Radyasyonun yarı iletken devre elemanları üzerindeki etkilerinin incelemesi

Abstract

Uzay nesneleri radyasyona maruz kalmaktadır. Bu radyasyonların farklı çeşitleri vardır: galaktik ışınları, güneş patlamaları radyasyonu ve güneş radyasyonudur. Bu radyasyonlar yarı iletkenlerin kristal yapılarında bozulmalarına neden olmaktadır. Bu durumda iki kutuplu transistörlerin tüm parametrelerinin bozulmasına yol açar. Son yıllarda, bu alanda araştırma yeni yöntemler kullanılarak, yük parçacığının ömür süresi, özdirenç, yarı iletken radyasyon direnci artırmanın yolları gibi farklı çalışmalar yapılmıştır. Ancak bu ilerlemelere rağmen yarı iletkenlerin radyasyon fiziği bölgesinde, daha tam olarak tüm radyasyonun etkilerini açıklayabilen bir transistör modeli yoktur. Transistör modelinin hesaplamaları göz önünde alındığında giriş verileri elektriksel ve geometriksel olmalıdır. Aynı zamanda modelinin yapısı, p-n geçişlerinin akım hesaplaması otomatik olmalıdır. Ayrıca transistör modeli radyasyonun ve sıcaklığının değişiklikleri dikkate alınmalıdır, çünkü yük parçacığının ömür süresi radyasyonu azaltırken, sıcaklık arttığında yük parçacığının ömür süresini artırmaktadır.

At present, the problem of increasing performance and radiation resistance of transistors has been given much attention as electronic equipment of spacecraft, including satellites, is exposed to various radiation emissions, such as the Earth's radiation belts, cosmic and galactic rays. For research in this field it is necessary firstly to develop a transistor model that takes into account all the effects, including the effects of radiation. As it is known, the performance increase of silicon bipolar transistors is limited to the geometrical dimensions of p-n junctions, as well as to the part of the base, which is determined primarily by the parameters of electric strength. Thus, a large decrease in the base thickness leads to a sharp decrease of the clamping voltage of the transistor. But to prevent it, increasing the doping level of the base may lead to a significant reduction of the emitter junction breakdown voltage. The proposed technological methods of production and their influence on the parameters of the bipolar transistor can be simulated on a PC. The paper presents a single-level model to identify the constant of the radiation changes in the lifetime of minority carriers in the base of n-p-n transistors, DLTS spectra base of n-p-n transistors and describes the results.