Современная электроника №6/2024

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 27 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2024 методиках , учёт расхождения реальных условий и принятых методов моделиро - вания – задача разработчиков космиче - ских аппаратов . Вбазовыхметодикахиакадемических изданиях весьма подробно описано , что радиационная среда космического про - странства состоит преимущественно из протонного и электронного излучений . А исследовательские и зачётные испы - тания , как правило , проводятся при воз - действиипротонного излучения на одну партию приборов , электронного излуче - ния – на другуюпартиюприборов . Многие космические аппараты предна - значены для функционирования в тече - ние длительного времени ( от нескольких месяцев до нескольких лет ). Следователь - но , помимо воздействия ионизирующих излучений космического пространства , аппаратура космического пространства подвергается процессам старения , кото - рые традиционно описываются в терми - нахпараметровнадёжностииимитируют - сявоздействиемповышенныхтемператур . Этииспытания согласно базовымметоди - кампроводятсянатретьейпартииприборов . Попытки описания комплексного воз - действияразличных дестабилизирующих факторов космического пространства на электроннуюаппаратуру с помощьюмате - матических методов дают теоретические результаты , малоприменимые для реше - ния практических задач . К тому же базо - выеметодикинепозволяютиспользовать результатытакихметодов для официаль - ного установления уровня стойкости . Ещёв 1975 годуанализировалсяподходк анализукомплексноговоздействиядеста - билизирующих факторов [4]. И этот ана - лизосуществлялсявтерминахнадёжности . В источнике [4] дестабилизирующие процессыразделенына две группы : 1) процессы флуктуаций значений ВВФ ( внешних воздействующихфакторов ); 2) процессыстаренияиизноса элементов , входящих в состав изделия . Если рассмотреть ситуацию , в которой визделииимеютместоите , идругиепро - цессы , то речь идёт о комбинированных отказах . Уже в [4] в своё время обращалось внимание на то , что предположение , будто в изделии имеют место процес - сы только одной группы ( флуктуаци - онные или старения и износа ), являет - ся идеализацией реальной ситуации . Этоможет быть близко к действительно - стив отдельные , ограниченные во време - ни периоды жизни изделия . Если гово - рить строго , то в каждом изделии имеют место и те , и другие процессы . Согласно [4], интенсивность комбини - рованныхотказовувеличиваетсястечени - емвремени . Комбинированныепараметри - ческие отказы ( при которых происходит постепенное изменение параметров эле - ментов ) имеюттакуюособенность , чтоим предшествуют сбои , интенсивность кото - рыхвозрастает , иврезультатеониперехо - дят в устойчивыйотказ . В [4] делался вывод , что подробные исследования комбинированных отка - зов приводят к весьма сложным распре - делениям t ( времени , необходимого для измененияпараметрапод влияниемста - ренияилиизноса до границыполя допу - сков ) одногоиз элементов . Учитывая усло - вия практического использования этих распределений , вряд ли целесообразно искать для них точные модели . Например , в [5] исследовались двеиден - тичныепартиимикросхем . Перваяпартия подвергалась воздействиюэлектрических нагрузок , затемвоздействиюионизирую - щихизлучений . Втораяпартияподверга - лась воздействиютолькоионизирующих излучений такой же дозой . Деградация параметров микросхем первой партии оказалась существеннее , чтопредсказыва - лось . Согласномнениюавторов [5], пред - ложенный способ позволяет определить наличие в микросхемах скрытых дефек - тов , которые при последующей эксплуа - тации могут привести к их отказу ранее прогнозируемого срока службы . Остановимся подробнее на критериях , описывающих радиационную стойкость и надёжность . Под надёжностью в широком смысле понимается свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров , характеризу - ющих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и услови - ях применения , технического обслужи - вания , ремонта , хранения и транспорти - рования [6]. Это комплексное свойство , состоящее из сочетания свойств : безот - казности , долговечности , сохраняемости и ремонтопригодности . Все они тесней - шим образом связаны с определёнными случайными величинами , имеющими размерность времени . Критерием , харак - теризующимбезотказность , является вре - мя безотказной работы . Безотказность – свойство непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени . Время безотказнойработы – этопоказа - тельнадёжностисистемы , в течение кото - рого изделие работает . В отличие от радиационной стойко - сти , надёжность определяется расчётны - ми методами . Если , например , КА дол - жен функционировать в течение 10  лет , тоэкспериментальнопроводитьподобные испытаниянепредставляетсявозможным . Поэтому имитацию функционирования изделий на длительных сроках проводят приповышенныхтемпературах , такназы - ваемых температурахиспытаний ( Т исп ). Температураиспытаний – это условная ( расчётная ) постоянная температура , при непосредственномвоздействиикоторойв приборах ( материалах ) в течение рассма - триваемого времени происходят те же изменения , что и при реальном распре - делении температур . Температура старенияприбора обуслов - лена влияниемна его характеристикитер - мически активных физико - химических процессов , протекающих в его составных частях , иописывается с помощьюкоэффи - циента относительной регрессии ( КОР ). КОР характеризует изменение физико - химических свойствматериаловиэлемен - тов приборов , влияющих на изменение Таблица 1. Параметры ионизирующих излучений космического пространства Вид излучения Состав излучения Энергия частиц , эВ Плотность потока , част / ( см 2 × с ) Средняя доза облучения КА на его поверхности за год , рад Галактические космические лучи ( ГКЛ ) Протоны (90%) 10 8 …10 20 1…2 10 Ядра гелия (7…15%) Ядра тяжёлых элементов (1%) Солнечные космические лучи ( СКЛ ) Протоны (90%) 1…10 7 10 3 …10 6 10 3 …10 4 Ядра других частиц (10%) Радиационные пояса Земли ( РПЗ ) за 5 лет Внешний Протоны Электроны (1…10)×10 6 10 6 …10 7 5×10 4 …5×10 5 Внутренний Протоны Электроны (20…800)×10 6 < 1×10 6 10 4 …10 7 5×10 4 …5×10 5