در چند ماه اخیر چندین شرکت مدل های جدیدی از دستگاههای خود که با فناوری های rad-hard طراحی شده اند را منتشر کرده اند. تشعشعات فضایی می تواند به شدت به دستگاه های الکترونیکی آسیب برساند و استفاده از محفظه های rad-hard یا طراحی تراشه های با فناوری rad-hard می تواند کمک زیادی به محافظت از قطعات الکترونیکی کند.
Radiation-hardening فرآیندی است که باعث می شود اجزای الکترونیکی و مدارها در برابر خرابی یا سوء عملکرد ناشی از سطح بالای تشعشعات یونیزان (شامل ذرات زیر اتمی یا امواج الکترومغناطیسی با انرژی بالا) مقاوم باشند، به ویژه در فضا یا در اطراف راکتورهای هسته ای و شتاب دهنده های ذرات، یا در حوادث هسته ای یا جنگ هسته ای.
در ادامه مقاله به برخی از شباهت ها در نحوه ساخت آنها برای مقابله با تشعشعات فضایی اشاره شده است، اما همچنین تفاوت هایی نیز دارند.
ادامه مطلب را بخوانید تا از مشخصات و کاربردهای خاص آنها مطلع شوید.
TPS7H2201-SP از شرکت Texas Instruments
TPS7H2201-SP تولید شرکت Texas Instruments (TI) یک سوئیچ بار تک کاناله است که طراحی شده تا rise time قابل تنظیم برای به حداقل رساندن جریان هجومی و حفاظت جریان معکوس را فراهم کند.
![]()
این تراشه ترانزیستور اثر میدان (MOSFET) P کانال را ارائه می دهد که قادر به کار در محدوده ولتاژ ورودی 1.5 تا 7 ولت است و حداکثر جریان مداوم 6 آمپر را پشتیبانی می کند.
سوئیچ توسط یک ورودی روشن و خاموش (EN) کنترل می شود که می تواند مستقیماً با سیگنال های کنترل low-voltage ارتباط برقرار کند و می تواند در محدوده دمای هوای آزاد 55- درجه تا 125 درجه سانتیگراد کار کند.
TPS7H2201-SP قبلاً در وب سایت TI در یک پکیج سرامیکی با یک پد حرارتی یکپارچه در دسترس بود که باعث اتلاف انرژی زیاد میشد.
برای اطلاعات بیشتر در مورد TPS7H2201-SP، از اینجا به دیتاشیت آن مراجعه کنید.
RHRPMICL1A از شرکت STMicroelectronics
RHRPMICL1A یک محدود کننده جریان یکپارچه است که برای کار در کنار یک ماسفت قدرت کانال P خارجی طراحی شده است.
![]()
Image courtesy of STMicroelectronics.
بنابراین می تواند به عنوان یک راه حل عمومی برای محافظت از منبع تغذیه (از 8.5 ولت) در برابر تقاضای جریان خارجی غیر قابل پیش بینی (به عنوان مثال در صورت ورود بار به شرایط latch-up) استفاده شود.
به لطف ویژگی های آن، می تواند جایگزین فیوزهای مرسوم شود و همچنین می تواند برای کنترل بارهای اضافی استفاده شود.
RHRPMICL1A دارای سه حالت کاربری قابل تنظیم توسط کاربر است: retriggerable, latched و foldback که هرکدام رفتارهای مختلفی را در صورت اضافه بار یا اتصال کوتاه ارائه می دهند. تمام پارامترهای اصلی تراشه نیز قابل تنظیم هستند، بنابراین RHRPMICL1A را برای برنامه های مختلف و متنوع مناسب می کند. علاوه بر این ، RHRPMICL1A بر اساس فناوری انحصاری ST BCD6s-SOI ساخته شده است. این قطعه در پکیج Flat-20 در مرکز مورد تائید ST به نام QML-V مونتاژ شده است بنابراین برای محیط های سخت مناسب است.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد RHRPMICL1A، می توانید به این لینک در وب سایت ST بروید.
EPC7014 از شرکت Efficient Power Conversion
EPC7014 یک FET با ولتاژ 60، 340 میلی آمپر، گالیم نیترید (eGaN) است که در یک پکیج کوچک 0.81 میلی متر مربع قرار داده شده است.
![]()
Image courtesy of EPC.
طبق EPC، این قطعه نخستین مورد را در خانواده گسترده تر از ترانزیستورهای rad-hard و مدارهای مجتمع را نشان می دهد.
از نظر فنی، گزارش می شود که EPC7014 مقاومت بالاتری در برابر خرابی، سرعت سوئیچینگ سریع تر، هدایت حرارتی بالاتر، و در مقایسه با نمونه های مبتنی بر سیلیکون مقاومت کمتری دارند.
این قابلیت ها، خصوصاً با توجه به اینکه GaN ذاتاً مقاوم در برابر اشعه است، این قطعه را برای مأموریت های مهم فضایی ایده آل می کند. از نظر کاربردهای خاص برای EPC7014، در تبدیل انرژی کارآمد به طور مستقیم به منابع تغذیه ماهواره ها و تجهیزات مأموریت، تشخیص نور و دامنه (لیدار) برای رباتیک و ناوبری خودکار و اتصال به موقع اشاره شده است.
همچنین، درایوهای موتوری برای رباتیک و ابزار دقیق، رانشگرهای یونی برای جهت گیری و موقعیت ماهواره ای و پیشرانه بین سیاره ای خودروهای رباتیک کم جرم.
EPC7014 در حال حاضر برای نمونه برداری مهندسی در دسترس است.
M6 MRH25N12U3 از شرکت میکروچیپ
M6 MRH25N12U3 توسط میکروچیپ برای کاربردهای تجاری هوافضا و فضایی دفاعی طراحی شده است و یک ماسفت 250 ولت و 0.21 اهم RDS (روشن) با تشعشع است.
![]()
Image courtesy of Microchip.
گزارش شده است که می تواند دوز یونیزاسیون کل (TID) را تا 100 کراد و 300 کراد و اثرات تک رویداد (SEE) با انتقال انرژی خطی (LET) تا (MeV/mg/cm2) 87 را تحمل کند. علاوه بر این، M6 MRH25N12U3 می تواند در آزمایشات اعتبار سنجی، سختی تشعشع ویفر 100 درصدی را فراهم کند.
بنابراین این قطعه برای تأمین عنصر اصلی سوئیچینگ در مدارهای تبدیل نیرو از جمله مبدل های point-of-load ، مبدل های DC-DC ، درایوها و کنترل های موتور و سوئیچینگ برای اهداف عمومی ساخته شده است.
MRH25N12U3 به لطف پوشش بسیار مقاوم خود می تواند در برابر محیط های سخت فضا مقاومت کند و آن را برای کاربردهای بعدی در طراحی سیستم های ماهواره ای و همچنین منبع جایگزین در سیستم های موجود ایده آل کند.
این قطعه همچنین تمام الزامات MIL-PRF19500/746 را برآورده می کند و برای بررسی و صلاحیت آژانس دفاع تدارکات (DLA) آزمایش شده است.