1635 research outputs found
Sort by
Исследования электрофизических свойств тонких подзатворных диэлектриков, полученных методом быстрой термообработки
Get PDFResearches of the electrophysical characteristics of gate dielectrics obtained by the rapid thermal processing (RTP) method by two-stage and three-stage processes have been carried out. Each photonic processing (stage) was carried out for 12 s at a constant power of halogen lamps and heating the wafers to a maximum temperature of 1250 °C. The first two stages of the process were carried out in an oxygen atmosphere, the third - in nitrogen or a forming gas. It was found that for dielectrics obtained by the process with final processing in a nitrogen atmosphere, the absolute value of the voltage of flat zones is 0.42 V less, than for insulators, formed by a two-stage process. This is the consequence of the elimination of a significant part of the defects, responsible for the presence of Coulomb centers in the dielectric layer. Carrying out photonic processing in anitrogen atmosphere at high temperatures of procedures for proceeding of the restructuring of the structure of the dielectric layer. For insulators obtained by a three-stage process with final processing in N2, an increase in dielectric strength and breakdown voltage by 1 V and 3.3 MV/cm, respectively, is observed in comparison with dielectrics, obtained by a two-stage process. An increase in dielectric strength indicates relaxation of elastic stresses of deformed bonds and compensation for dangling bonds both in the dielectric and at its interface with Si during high-temperature photonic treatment. Passivation by nitrogen atoms of deformations at the dielectric/semiconductor interface will also have a positive effect on the strength of the insulator.Проведены исследования электрофизических характеристик диэлектриков затвора, полученных методом быстрой термообработки двухстадийным и трехстадийным процессами. Каждая фотонная обработка (стадия) производилась в течение 12 с при постоянной мощности галогеновых ламп и нагреве пластин до максимальной температуры 1250 °С. Две первых стадии процесса проводились в атмосфере кислорода, третья – в азоте либо формовочном газе. Установлено, что для диэлектриков, полученных процессом с заключительной обработкой в атмосфере азота, абсолютная величина напряжения плоских зон на 0,42 В меньше, чем для диэлектриков, сформированных двухстадийным процессом. Это является следствием ликвидации значительной части дефектов, ответственных за наличие кулоновских центров в слое диэлектрика. Проведение фотонной обработки в атмосфере азота при высоких температурах способствует протеканию процессов перестройки структуры слоя диэлектрика. Для изоляторов, полученных трехстадийным процессом с заключительной обработкой в N2, по сравнению с диэлектриками, сформированными двухстадийным процессом, наблюдается увеличение электрической прочности и напряжения пробоя на 1 В и 3,3 МВ/см соответственно. Рост электрической прочности указывает на релаксацию упругих напряжений деформированных связей и компенсацию оборванных связей как в диэлектрике, так и на его границе с Si в процессе высокотемпературной фотонной обработки. Положительное влияние на прочность диэлектрика также будет оказывать пассивация атомами азота дефектов на границе раздела диэлектрик/полупроводник
Улучшенная модель двухзатворного JFET для аналоговых интегральных микросхем
Get PDFA double gate JFETs are often used in analog integrated circuits to provide an extremely low input current and capacitance when the top gate is controlled. Circuit synthesis and modeling of analog IC with such a field-effect transistor are possible only if there are models that adequately describe the features of its operation, namely, changing of the current-voltage characteristics by the top gate controlling when a constant reverse voltage is applied to the bottom gate. The article considers the modernization of the well-known electrical model of the double gate field-effect transistor for the LTSpice software, which includes taking into account the influence of the top gate voltage by connecting two series-connected functional voltage sources to the top gate, one of which ensures the coincidence of the measurement results and the simulation of the drain current at a low voltage between the top gate and the source, and the second – when the voltage between the top gate and the source is close to the cutoff voltage. A method for identifying the parameters of functional voltage sources is presented. The proposed model of a double gate field-effect transistor is advisable to use in the IC design of various analog devices, especially electrometric operational amplifiers and charge-sensitive amplifiers.Двухзатворные полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом часто применяются в аналоговых интегральных микросхемах для обеспечения предельно малого входного тока и емкости при управлении верхним затвором. Схемотехнический синтез и моделирование аналоговых микросхем с таким полевым транзистором возможны только при наличии моделей, адекватно описывающих особенности его работы, а именно – изменение вольт-амперных характеристик, управляя верхним затвором при подаче постоянного обратного напряжения на нижний затвор. В статье рассмотрена модернизация известной электрической модели двухзатворного полевого транзистора для программы LTSpice, заключающаяся в учете влияния напряжения на нижнем затворе путем включения в цепь верхнего затвора двух последовательно соединенных функциональных источников напряжения, один из которых обеспечивает совпадение результатов измерений и моделирования тока стока при малом напряжении между верхним затвором и истоком, а второй – при напряжении между верхним затвором и истоком, близком к напряжению отсечки. Приведена методика идентификации параметров функциональных источников напряжения. Предложенную модель двухзатворного полевого транзистора целесообразно использовать при схемотехническом проектировании различных аналоговых устройств, особенно электрометрических операционных усилителей и зарядочувствительных усилителей
Самоходный подповерхностный радиолокационный обнаружитель малозаглубленных объектов
Get PDFPortable, mobile and mobile subsurface radar detectors are in high needed for localizing inhomogeneities and hidden defects in monitoring the condition of road surfaces, studying the upper layer of the earth's surface during humanitarian demining and identifying caches. Despite the presence of a number of specialized devices, the problem of ensuring reliable operational detection of near-surface and shallow objects has not been fully resolved. One of the promising directions in the development of a subsurface radar detector with an increased efficiency of object detection when deepening up to 1,5 ... 2 λ is associated with the use of a continuous ultra-wideband FMCW signal and optimization of the structural design of the system, which ensures the maintenance of a given height of rise of the antenna unit above the studied environment with its high mobility. The article presents the results of the development of a self-propelled subsurface radar detector with a continuous probing signal, including the substantiation of the technical appearance of the device, the development of a concept layout and the results of experimental studies. The device is made on a four-wheeled automated platform with an adjustable console on which the antenna unit moves. With the forward movement of the platform, a sequential radar survey of the upper soil layer is performed, the results of which in the form of a surface projection of the normalized power of depth portraits are displayed on the monitor screen. The conducted field tests of the device showed reliable detection of near- and subsurface objects made of dielectric and metallic materials.Портативные, подвижные и мобильные подповерхностные радиолокационные обнаружители высоко востребованы для локализации неоднородностей и скрытых дефектов при мониторинге состояния дорожных покрытий, исследовании верхнего слоя земной поверхности при гуманитарном разминировании и выявлении схронов. Несмотря на наличие ряда специализированных устройств, проблема обеспечения надежного оперативного обнаружения приповерхностных и малозаглубленных объектов до конца не решена. Одно из перспективных направлений разработки подповерхностного радиолокационного обнаружителя с повышенной эффективностью обнаружения объектов при заглублении до 1,5…2 λ связано с использованием непрерывного сверхширокополосного линейно- частотно-модулированного зондирующего сигнала и оптимизацией конструктивного построения системы, обеспечивающего поддержание заданной высоты подъема антенного блока над исследуемой средой при его высокой мобильности. В статье приведены результаты разработки самоходного подповерхностного радиолокационного обнаружителя с непрерывным зондирующим сигналом, включающие обоснование технического облика прибора, разработку концепт-макета и результаты экспериментальных исследований. Прибор выполнен на четырехколесной автоматизированной платформе с регулируемой консолью, на которой перемещается антенный блок. При поступательном движении платформы выполняется последовательный радиолокационный обзор верхнего слоя грунта, результаты которого в виде поверхностной проекции нормированной мощности глубинных портретов выводятся на экран монитора. Проведенные натурные испытания прибора показали надежное обнаружение при- и подповерхностных объектов, выполненных из диэлектрических и металлических материалов
Ускоренные испытания транзисторов большой мощности на длительную наработку при решении задач прогнозирования их надежности методом имитационных воздействий
Get PDFWhen evaluating the individual reliability of semiconductor devices by gradual failures for a given operating time, the value of the electrical parameter of a particular instance for this operating time is predicted using the simulation method. To obtain a prediction of an electrical parameter, it is necessary to have a simulation model in the form of a function of the relationship between a given operating time and the level of simulation impact. The simulation model is obtained with the help of preliminary studies (training experiment) of a training sample of semiconductor devices of the type of interest with the volume of approximately 50 ... 100 copies. The application of the model is reduced to the calculation of the level of simulation impact corresponding to a given operating time. The result of measuring the electrical parameter at the calculated level of the imitation impact in a new specimen of the same type that did not take part in the training experiment should be considered as a prediction of this parameter for a given operating time. An integral part of the preliminary research to obtain a simulation model is the testing of semiconductor devices of the training set for a long operating time, which can be tens of thousands of hours, which necessitates planning and conducting accelerated tests. The article substantiates the conditions for conducting accelerated forced tests in relation to high-power bipolar transistors of the KT872A type. The increased temperature and the reverse voltage applied to the collector junction of the transistors are chosen as factors accelerating the tests. The test acceleration coefficient is calculated relative to the operating mode of the transistors. Based on the results of the accelerated tests for the electrical parameter (collector-emitter saturation voltage), a mathematical model was obtained in the form of a dependence of its average value on the operating time. The presence of this model is necessary to determine the function of recalculating the given operating time of transistors to the value of the simulation impact.При оценке индивидуальной надежности полупроводниковых приборов по постепенным отказам для заданной наработки прогнозируют значение электрического параметра конкретного экземпляра для этой наработки, используя метод имитационных воздействий. Для получения прогноза электрического параметра надо иметь имитационную модель в виде функции связи заданной наработки с уровнем имитационного воздействия. Имитационную модель получают с помощью предварительных исследований (обучающего эксперимента) обучающей выборки полупроводниковых приборов интересующего типа объемом примерно 50…100 экземпляров. Применение модели сводится к расчету уровня имитационного воздействия, соответствующего заданной наработке. Результат измерения электрического параметра при рассчитанном уровне имитационного воздействия у нового однотипного экземпляра, не принимавшего участия в обучающем эксперименте, следует считать прогнозом этого параметра для заданной наработки. Составной частью предварительных исследований по получению имитационной модели являются испытания полупроводниковых приборов обучающей выборки на длительную наработку, которая может составлять десятки тысяч часов, что обусловливает необходимость планирования и проведения ускоренных испытаний. В статье обоснованы условия проведения ускоренных форсированных испытаний применительно к биполярным транзисторам большой мощности типа КТ872А. В качестве факторов, ускоряющих испытания, выбраны повышенная температура и обратное напряжение, прикладываемое к коллекторному переходу транзисторов. Рассчитан коэффициент ускорения испытаний относительно рабочего режима работы транзисторов. По результатам ускоренных испытаний для электрического параметра (напряжение насыщения коллектор–эмиттер) получена математическая модель в виде зависимости его среднего значения от наработки. Наличие этой модели необходимо для определения функции пересчета заданной наработки транзисторов на значение имитационного воздействия
Анодная композиционная наноструктура: формирование, морфология, оптические и фотолюминесцентные свойства
Get PDFTwo-layer Al/Nb (1000/200 nm) was deposited by sputtering using a DC magnetron method on Si wafers. The anodizing was in 0.2 M oxalic solution at 53 V, re-anodized in the 0.5 M boric acid in potentiodynamic mode at increase of potential until 400 V. For forming anodic composite nanostructure, the porous anodic aluminum oxide was partially removed in 50 % aqueous solution of phosphoric acid at 50°C for 1200 s. The morphology, photoluminescence, and optical reflection of an anodic composite nanostructure were investigated. The anodic composite nanostructure showed effective optical reflection in the wavelength range from 540 to 1000 nm, and the maximum reflective efficiency was observed at a wavelength of 850 nm, 52 % reflectance occurs. The photoluminescence maximum was observed at a wavelength of 453 nm.Двухслойная система Al/Nb (1000/200 нм) на кремниевой подложке была проанодирована в 0,2 М водном растворе щавелевой кислоты при постоянном напряжении 53 В. После завершения этапа анодирования алюминия производили замену электролита на 0,5 М водный раствор борной кислоты и затем реанодировали подслой ниобия до напряжения 400 В. Для создания анодной композиционной наноструктуры проводили удаление большей части анодного оксида алюминия методом химического травления в течение 1200 с в 50 % растворе ортофосфорной кислоты при температуре 50 °С. Исследована морфология, фотолюминесценция, оптическое отражение анодной композиционной наноструктуры. Анодная композиционная наноструктура показала эффективное оптическое отражение в диапазоне длин волн от 540 до 1000 нм, а максимальная отражающая эффективность наблюдалась на длине волны 850 нм и составляет 52 %. Пик фотолюминесценции наблюдался на длине волны 453 нм.
Изучение электрокинетических возможностей сепарации и концентрирования бактерий (S.aureus) в цельной крови четырехэлектродным биосенсорным чип-форматом с прозрачными микроэлектродами
Get PDFThe electrokinetic possibilities of separation and concentration of S.aureus bacteria in human whole blood (test mixture) were studied using a new design of a four-electrode biosensor chip format with transparent microelectrodes. In the measurements, a closed cell was used, into which the test mixture was poured. The electrokinetic movement of bacteria during concentration was observed when AC voltage was applied to the first and second annular external electrodes, and DC voltage was applied to the third and fourth semicircular central electrodes. The process of separation of erythrocytes and concentration of bacteria was recorded by an optical method. It is shown that the concentration of bacteria appears after 8 minutes and increases by 30 minutes in the region of the central electrodes under model conditions. The measurements were carried out on two biosensor chip formats having almost identical electrophysical parameters of capacitance and conductivity at frequencies from 100 Hz to 1 MHz. It is determined that the amplitude-frequency mode and biosensor chip format can be used to develop methodological support for the identification of bacterial species, but only by optical methods. It is shown that in order to increase the number of bacteria on both of the central electrode in the concentration mode, it is necessary to increase the speed of the electroosmotic flow at alternating current, by optimizing the composition of the medium and the parameters of the electrical regime in order to equalize the rates of separation and concentration processes.Изучены электрокинетические возможности сепарации и концентрирования бактерий S.aureus в цельной крови человека (исследуемая смесь) с помощью новой конструкции четырехэлектродного биосенсорного чип-формата с прозрачными микроэлектродами. В исследованиях использована закрытая ячейка, в которую заливали исследуемую смесь. Электрокинетическое перемещение бактерий при концентрировании наблюдалось при подаче на первый и второй кольцевые внешние электроды переменного напряжения, а на третий и четвертый полукруглые центральные электроды – постоянного напряжения. Процесс сепарации эритроцитов и концентрирования бактерий фиксировался оптическим методом для модельных условий и в цельной крови. Показано, что концентрирование бактерий проявляется через 8 минут и увеличивается к 30 минуте в области центральных электродов в модельных условиях. Измерения были проведены на биосенсорных чип-форматах, имеющих практически одинаковые электрофизические параметры емкости и проводимости на частотах от 100 Гц до 1 МГц. Установлено, что амплитудно-частотный режим и биосенсорный чип-формат могут быть использованы для разработки методического обеспечения идентификации вида бактерий, но только оптическими методами. Показано, что для увеличения количества бактерий на центральных электродах в режиме концентрирования необходимо повысить скорость электроосмотического потока на переменном токе путем оптимизации состава среды и параметров электрического режима, чтобы уравнять скорости процессов сепарации и концентрирования
Автоматизация проектирования карт раскроя листовых материалов в условиях производства
Get PDFThe article is devoted to the design and use of a software application for the automatic formation of the products layout and the calculation of the criterion "useless material" when cutting sheet materials. A functional model of production for the manufacture of products cut from sheet material is described. This model allows determining the place of the developed application in the production process. The application implements deterministic algorithms and an evolutionary (genetic) cutting algorithm. The results of the study of algorithms for the cutting maps formation according to the time of finding a solution and the criterion of “useless material” are presented. Developed application allows you to find the total area of products, the free area as the difference between the area of sheet material and the total area of products. The software application is written in JavaScript using the React library.Статья посвящена проектированию и применению программного приложения для автоматического формирования схемы расположения изделий и расчета критерия «бесполезный материал» при раскрое листовых материалов. Описана функциональная модель производства по изготовлению продукции, раскраиваемой из листового материала, позволяющая определить место разработанного приложения в производственном процессе. В приложении реализованы детерминированные алгоритмы и эволюционный (генетический) алгоритм раскроя. Представлены результаты исследования алгоритмов формирования карт раскроя по времени нахождения решения и критерию «бесполезный материал». Созданное приложение позволяет находить общую площадь изделий, свободную площадь как разницу между площадью листового материала и общей площадью изделий. Программное приложение написано на языке JavaScript с применением библиотеки React
Дифференциальная диагностика способности к выработке навыка релаксации у машинистов локомотивных бригад
Get PDFThe effectiveness of biofeedback trainings to develop relaxation skills was investigated using the NeuroDog hardware and software complex. Discriminant analysis (a method of multivariate statistical analysis) was carried out, which made it possible to assess the quality and accuracy of the grouping of drivers and assistant drivers of locomotive crews into groups with varying degrees of successful development of the relaxation skill. Highlighted the most informative signs of dividing drivers into groups. The accuracy of the presented groups was checked using linear qualification functions, the informativeness of the features was assessed by Fisher's F-criterion. The critical level of significance when testing statistical hypotheses is p < 0.05. In the course of discriminant analysis, a number of characteristics necessary for the interpretation of groups and their differences were calculated, such as: linear classification functions, canonical discriminant functions, and factor load of canonical discriminant functions. Informative differential diagnostic signs for diagnostics of locomotive crew drivers for the development of relaxation skills were shown. Formulas of linear qualifying functions are given. The diagnostic accuracy was 84.91 % on average.Исследована эффективность проведения БОС-тренингов на выработку навыка релаксации с использованием аппаратно-программного комплекса NeuroDog. Проводен дискриминантный анализ (метод многомерного статистического анализа), который позволил оценить качество и точность группирования машинистов и помощников машинистов локомотивных бригад в группы с разной степенью успешной выработки навыка релаксации. Выделены наиболее информативные признаки деления машинистов на группы. Проверка точности представленных групп была проведена с помощью линейных квалификационных функций, информативность признаков оценивалась по F-критерию Фишера. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез p < 0,05. В ходе дискриминантного анализа рассчитан ряд характеристик, необходимых для интерпретации групп и их различий: линейные классификационные функции, канонические дискриминантны функции, факторная нагрузка канонических дискриминантных функций. Показаны информативные дифференциально-диагностические признаки для проведения диагностики машинистов локомотивных бригад на выработку навыка релаксации. Приведены формулы линейных квалификационных функций. Точность диагностики в среднем составила 84,91 %
Балансный усилитель ОВЧ с бесшумными обратными связями
Get PDFToday’s practice of developing VHF radio systems paths widely uses MMIC as low-noise amplifiers. This approach is acceptable for radio systems operating in a relatively quiet electromagnetic environment. However, for systems operating in a complex interference environment of the VHF band, low-noise amplifiers with a lower gain and increased overload capacity are desirable. This requires maintaining a low noise figure and manufacturability of the device. Therefore, the solution to this problem requires the development of a low-noise amplifier of the VHF band with increased overload capacity, made on commercially available MMIC. This paper presents the results of a logical-heuristic synthesis of a VHF low-noise high-linear amplifier performed on an MMIC, utilising noiseless negative feedback technique. Analytical expressions are given for calculating the gain, the input gain compression point, input intercept points of the J-th order, and the noise figure of the structure. The analysis of the performance of the amplifier implemented on the MGA 62563 MMIC showed that, in comparison with other integrated solutions, increased overload capacity and structure linearity are provided. The high noise immunity and ease of manufacture of the device using commercially available components, make it a promising element in the design and modernization of VHF receiving and amplifying paths operating in a complex electromagnetic environment.Современная практика разработки радиотехнических трактов диапазона ОВЧ в качестве малошумящих усилителей широко использует монолитные интегральные схемы (МИС). Такой подход оправдан для радиосистем, работающих в относительно спокойной электромагнитной обстановке. Однако для радиосредств, функционирующих в сложной помеховой обстановке диапазона ОВЧ, желательны устройства с небольшим коэффициентом передачи и увеличенной перегрузочной способностью. При этом требуется сохранение малого коэффициента шума и технологичности устройства. Актуальность решения этой задачи обусловливает разработку малошумящего усилителя диапазона ОВЧ с повышенной перегрузочной способностью, выполненного на коммерчески доступных МИС. В настоящей работе представлены результаты логико-эвристического синтеза малошумящего высоколинейного усилителя диапазона ОВЧ с балансной структурой, выполненной на МИС, охваченных бесшумными обратными связями. Приведены аналитические зависимости для расчета коэффициента усиления, входной точки децибельной компрессии, входной точки пересечения J-го порядка и коэффициента шума структуры. Проведенный анализ технических характеристик усилителя, реализованного на МИС MGA-62563, показал, что в сравнении с типовыми интегральными аналогами обеспечиваются повышенные перегрузочная способность и линейность структуры. Высокие помехозащищенность и технологичность устройства, выполненного на стандартных коммерчески доступных компонентах, позволяют рассматривать его в качестве перспективного элемента при проектировании и модернизации приемно-усилительных трактов диапазона ОВЧ, функционирующих в сложной электромагнитной обстановке
Проектный облик мобильной РЛС метрового диапазона с повышенной функциональностью
Get PDFActual stage of meter waveband radar evolution is the design of mobile radar with improved surveillance functions, as well as signal generation and processing. Such radars measure coordinates of aircraft in 3D space with adaptive change of operation frequency, parameters of probing signal, and polarization. Except radiolocation tasks, such radars allow to carry out integral information processing, EM analysis, ELINT, as well as jamming and clutter canceling, and must have height mobility and secrecy properties. The achievement of these properties is possible due to the application of digital antenna arrays with digital solid-state Tx/Rx modules, modular construction of all radar subsystems, digital beamforming technology, adoptive algorithms of space-time, and statistical processing of received signals. The prototype of meter-wavelength band radar system with height effectivity and informativity of radiolocation receiving, with the capability of fast moving and deploying is review in this article. The proposed radar system allows to provide measuring coordinates of an aircraft in 3D space, large distance detection, tracking and targeting of all types of aircrafts (including stealth aircrafts), carry out integral processing of radiolocation information, ELINT, EM analysis, as well as jamming and clatter canceling.Современным этапом развития радиолокационной техники метрового диапазона является разработка мобильных радиолокационных станций (РЛС) с расширенными функциями обзора пространства, формирования и обработки сигналов. Такие РЛС обеспечивают измерение координат воздушных объектов в 3D-пространстве с адаптивной сменой рабочей частоты, параметров зондирующего сигнала, поляризации и, наряду с решением непосредственно радиолокационных задач, позволяют проводить интегрированную обработку информации, выполнять анализ электромагнитной обстановки, вести радиоразведку, подавление помех, обладают высокой мобильностью и скрытностью. Достижение этих свойств возможно благодаря использованию цифровых антенных решеток с твердотельными цифровыми приемо-передающими модулями, модульному построению всех систем РЛС, использованию технологий цифрового диаграммообразования, адаптивных алгоритмов пространственно-временной и статистической обработки принимаемых сигналов. Проектный облик РЛС метрового диапазона, обладающей повышенной эффективностью и информативностью радиолокационного приема, возможностью быстрого перемещения и развертывания, рассмотрен в настоящей работе. Предложенная РЛС позволяет обеспечить измерение координат воздушных объектов в 3D-пространстве, выполнить дальнее обнаружение, сопровождение воздушных объектов всех типов, включая выполненные по стелс- технологии, проводить интегрированную обработку информации, радиоразведку, анализ электромагнитной обстановки и подавление помех, в том числе преднамеренных, создаваемых средствами радиоэлектронной борьбы