Journal of Communications Technology and ElectronicsJournal of Communications Technology and ElectronicsРадиотехника и электроника0033-84943034-5901The Russian Academy of Sciences65073410.31857/S0033849423120197YDGBZLPHYSICAL PROCESSES IN ELECTRONIC DEVICESФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРАХUnknownDependence of Reversible and Irreversible Failures of Semiconductor Devices on the Repetition Rate of Powerful Pulse Electromagnetic InterferenceЗависимость обратимых и необратимых отказов полупроводниковых приборов от частоты следования мощных импульсных электромагнитных помехUsychenkoV. G.УсыченкоВ. Г.sorokinln@mail.ruSorokinL. N.СорокинЛ. Н.sorokinln@mail.ruSasunkevichA. A.СасункевичА. А.sorokinln@mail.ruAO Svetlana–ElektronpriborАО “Светлана-Электронприбор”St. Petersburg Federal Research Center, Russian Academy of SciencesСанкт-Петербургский федеральный исследовательский центр РАНMozhaisky Military Space AcademyВоенно-космическая академия им. А.Ф. Можайского0112202368121221122931012025Copyright ©; 2023, В.Г. Усыченко, Л.Н. Сорокин, А.А. СасункевичCopyright ©; 2023, В.Г. Усыченко, Л.Н. Сорокин, А.А. Сасункевич2023В.Г. Усыченко, Л.Н. Сорокин, А.А. СасункевичВ.Г. Усыченко, Л.Н. Сорокин, А.А. Сасункевичhttps://innoscience.ru/0033-8494/article/view/650734

The mechanisms of reversible and irreversible failures that occur in microwave semiconductor devices, microcircuits, and microprocessors under the action of powerful electromagnetic pulses, either single or periodic, are analyzed. It is shown that, in microprocessors, failures of both types are generated by theelectrothermal instabilities, which develop in negligibly small volumes of a device. The dependences of the threshold energy of failures on the pulse amplitude, length, and repetition rate are explained. The results of the calculation are consistent with the experimental data.

Проанализированы механизмы обратимых и необратимых отказов, происходящих у полупроводниковых СВЧ-приборов, микросхем и микропроцессоров при воздействии мощных электромагнитных импульсов, следующих как одиночно, так и периодически. Показано, что у микропроцессоров отказы обоих видов порождаются электротепловыми неустойчивостями, которые развиваются в пренебрежимо малых объемах прибора. Объяснены зависимости пороговой энергии отказов от амплитуды, длительности и частоты следования импульсов. Результаты расчетов согласуются с экспериментальными данными.

Рикетс Л.У., Бриджес Дж., Майлетта Дж. Электромагнитный импульс и методы защиты. М.: Атомиздат, 1979.Whalen J.J., Calcatera M.C., Thorn M.L. // IEEE Trans. 1979. V. MTT-27. № 12. P. 1026.Wunsh D.C., Bell R.R. // IEEE Trans. 1968. V. NS-15. № 6. P. 244.Taska D.M. // IEEE Trans. 1970. V. NS-17. № 6. P. 364.Arkhipov V.I., Astvatsaturyan E.R., Godovitsyn V.I., Rudenko A.I. // Int. J. Electronics. 1983. V. 55. № 3. P. 395.Абидов М.А. Статические характеристики диодных структур. М.: Радио и связь, 1989.Dwyer V.M., Franklin A.J., Campbell D.S. // Solid-State Electronics. 1990. V. 33. № 5. P. 553.Усыченко В.Г., Сорокин Л.Н. Стойкость сверхвысокочастотных радиоприемных устройств к электромагнитным воздействиям. М.: Радиотехника, 2017.Ключник А.В., Пирогов Ю.А., Солодов А.В. // РЭ. 2011. Т. 56. № 3. С. 370.Nitsch D., Camp M., Sabath F. et al. // IEEE Trans. 2004. V. EMC-46. № 3. P. 380.Юшков Ю.Г., Чумерин П.Ю., Артеменко С.Н. и др. // РЭ. 2001. Т. 46. № 8. С. 1020.Hoad R., Carter N., Herke D., Watkins S. // IEEE Trans. 2004. V. EMC-46. № 3. P. 390.Camp M., Garbe H. // IEEE Trans. 2006. V. EMC-48. № 4. P. 829.Усыченко В.Г., Сасункевич А.А., Сорокин Л.Н. // РЭ. 2016. Т. 61. № 5. С. 484.Сасункевич А.А., Сорокин Л.Н., Усыченко В.Г. // РЭ. 2016. Т. 61. № 7. С. 702.ГОСТ Р 51317.2.5–2000. Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Классификация электромагнитных помех в местах размещения технических средств. М.: Госстандарт России, 2001. https://meganorm.ru/Data/109/10975.pdf.Усыченко В.Г., Сорокин Л.Н., Усыченко А.С. // РЭ. 2020. Т. 65. № 12. С. 1234.Зи С. Физика полупроводниковых приборов. Кн. 1. М.: Мир, 1984.Самарский А.А., Галактионов B.А., Курдюмов C.П., Михайлов А.П. Режимы с обострением в задачах для квазилинейных параболических уравнений. М.: Наука, 1987.Сасункевич А.А., Сорокин Л.Н., Усыченко В.Г. // РЭ. 2013. Т. 58. № 6. С. 635.