Jump to content

    

Дозиметрия на плате

Есть ли возможность расположить на плате некий компонент, например МОП-транзистор, чтобы по его показаниям можно было определить накопленную в кремнии дозу (хотя бы приближенную). Есть ли какие-нибудь готовые схемы? Можно ли где-нибудь приобрести подобный компонент?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Фотодиоды и миниатюрные счётчики Гейгера для дозиметрии из Германии: http://www.first-sensor.com/en/products/radiation-sensors

 

пол года назад попадалось что-то отечественное (p-i-n фотодиод с сцинцилатором), но датащита толкового не было.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо alexunder! Я еще слышал про некие NMOS транзисторы (насколько я понял N означает нитрид), которые хорошо подходят для измерения общей дозы в кремнии при различных интенсивностях. Есть ли такие в свободном доступе?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Спасибо alexunder! Я еще слышал про некие NMOS транзисторы (насколько я понял N означает нитрид), которые хорошо подходят для измерения общей дозы в кремнии при различных интенсивностях. Есть ли такие в свободном доступе?

"N" там явно не нитрид! NMOS или по-русски N-МОП транзистор - это просто МДП транзистор n-типа. Безусловно, любой МДП-транзистор чувствителен к радиации, но разные виды излучения вызывают разного рода отклик. Есть обратимые процессы, а есть необратимые, такие как накопление заряда в подзатворном диэлектрике, который приводит к сдвигу порогового напряжения - это означает что после "засветки" у транзистора навсегда сместится Vt. Специально для Вас отыскал ссылку на курс моего бывшего препода по радиационной стойкости твердотельных приборов.

 

Вам же, как я понял, требуется датчик не для одноразового использования. Поэтому надо определиться, какой тип излучения будет преобладать в Вашем эксперименте, а затем подобрать нужный вариант. У той немецкой фирмочки есть сводная таблица на сайте.

Share this post


Link to post
Share on other sites

radfet

только цена думаю не порадует.

если места хватает и не надо без питания дозу измерять, может проще вообще ионизацию воздуха измерять?

для доз которые интересны для жизнеспособности электроники возможно и совсем небольшого объёма в пару см3 хватит и маложоркого fet усилителя вроде lmp2231.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
после "засветки" у транзистора навсегда сместится Vt.

Вот по этому-то сдвигу полную дозу излучения и измеряют.

Готовых решений на рынке я не видел (сам бы такое разработал, кстати, благо есть понимание, как; жаль только, что дорого выйдет такой чип). Всё, что знаю, делается с использованием чувствительных транзисторов (на самом деле подойдет любой, у которого сдвиг порога в нужном диапазоне доз удобно измеряется), обвязанных схемами для измерения порогового напряжения (либо проводимости и, через нее, подвижности носителей заряда, которая тоже зависит от дозы).

Померить без питания на МОП-транзисторе можно, он без питания дозу тоже набирает (хотя и не так же, как с питанием).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо за ссылку на курс и ответы. А подойдет ли МОП-транзистор для измерения в широком диапазоне интенсивностей: например от 0.001 рад/c до 200 рад/c при облучении гамма или рентгеном. И как лучше осуществлять дозиметрию в случае электронных пучков с большой интенсивностью?

Edited by alyast

Share this post


Link to post
Share on other sites

Есть готовые схемы датчиков и устройства для сбора и обработки. Их ставят на спутники для контроля дозовых нагрузок. Разработчик и производитель - НИИ КП. В основе чувствительного элемента - специально разработанный МДП транзистор, находящийся в специально подобранном режиме, минимизирующем влияние температуры и т.п. Датчики, как правило, калибруются для каждой производственной партии, так что точность вполне себе неплохая. Показания выдает "онлайн". Посмотрите http://oaoniikp.ru/prod2.php?id=65

на самом деле можно использовать практически любой транзистор. Вопрос в чувствительности и точности измерений. Для этого подобран материал и толщина диэлектрика, режим работы (вкратце - необходим постоянный ток через канал). А если брать транзистор "с полки" - для него тоже нужно проводить калибровку.

PS. Датчики, если что - отечественные B)

Share this post


Link to post
Share on other sites
PS. Датчики, если что - отечественные B)

Российская микроэлектроника - самая большая микроэлектроника в мире!

Вес такого датчика, измеряемый в килограммах, слабо подходит для дозиметрии на плате, вам не кажется?

Или для дозиметрии на чем-то, что меньше ГЛОНАССа. На кубсат, например, такое уже не поставишь. Разве что как полезную нагрузку)

Такую штуку уже вполне можно реализовать в конструктиве даже не микросхемы, а IP-блока для ASIC.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Российская микроэлектроника - самая большая микроэлектроника в мире!

Вес такого датчика, измеряемый в килограммах, слабо подходит для дозиметрии на плате, вам не кажется?

В советские еще времена были датчики накопленной дозы для ношения в нагрудном кармане. Размер корпуса датчика как флэшка. Считывание и сброс был в специальном приборе. Название не помню.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Российская микроэлектроника - самая большая микроэлектроника в мире!

Вес такого датчика, измеряемый в килограммах, слабо подходит для дозиметрии на плате, вам не кажется?

Ну не надо так говорить о том, чего не знаете....

Сам датчик выполнен в формате обычной 14-выводной, если не ошибаюсь, микросхемы. Корпус металлокерамика, как и у большинства микросхем класса Space. Если Вы о том, что на фото по ссылке на НИИКП, то это готовые изделия для установки на борт, с обвязкой датчика, питанием, предварительной обработкой и формированием сигнала для систем телеметрии.

Плюс корпус с довольно большой массовой защитой для возможности установки ближе к внешнему краю аппарата (в случае применения выносного датчика).

Если нужно измерять на плате - тоже не проблема, ставим микросхему датчика на плату, пару элементов обвязки, даем питание и получаем измеритель дозы на плате. По объему как раз и получится 3-5 см3.

 

Такую штуку уже вполне можно реализовать в конструктиве даже не микросхемы, а IP-блока для ASIC.

IP для ASIC можно конечно, но это отдельная история со своей экономикой и порядком применения (у Вас появляется поле для деятельности по разработке ;) )

Share this post


Link to post
Share on other sites
Есть ли возможность расположить на плате некий компонент, например МОП-транзистор, чтобы по его показаниям можно было определить накопленную в кремнии дозу (хотя бы приближенную). Есть ли какие-нибудь готовые схемы? Можно ли где-нибудь приобрести подобный компонент?

Вот в этой статье - http://www.ostec-group.ru/upload/iblock/97...d0e325d80ba.pdf - приведены кое-какие сведения про дозы, компоненты и т.д.

Share this post


Link to post
Share on other sites

В качестве датчиков, можно применить СЭ (кроме пленочных) в обратносмещенном режиме. Они позволят контролировать всю площадь платы. :laughing:

Share this post


Link to post
Share on other sites

А существуют ли сейчас датчики накопленной дозы, которые регистрируют дозу в процессе хранения аппаратуры (обесточенной)? При Союзе вроде разрабатывали такие на основе фотометрии- кусок стекла или пластика мутнет или изменял коэффициент абсорбции в соотетствии с накпленной дозой, а оптопара могла считать дозу в любой момент. Но там были заморочки с деградацией самой оптопары, появлялась электромеханика для калибровки, короче так до ума и не довели.

Share this post


Link to post
Share on other sites

есть термолюминесцентные которые тоже кусок стекляшки, копят дозу, только для считывания его нагреть надо он тогда светиться начинает пропорционально накопленной дозе.

но считыватель сделать на прям на плату наверное непросто будет.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this