ДІАГНОСТИЧНА МОДЕЛЬ ВИХІДНОГО ТРАНСЛЯТОРА КМОН ІНТЕГРАЛЬНОЇ МІКРОСХЕМИ

Анотація

У цій статті розглядається актуальна науково-технічна задача забезпечення надійності функціонування сучасних зразків радіоелектронного озброєння шляхом удосконалення методів технічного діагностування їхньої елементної бази. Актуальність дослідження зумовлена стрімким переходом військової техніки на використання інтегральних мікросхем із високим ступенем інтеграції, що вимагає розробки неруйнівних та безконтактних способів контролю їхнього фактичного стану. Основна увага приділена розробці діагностичної моделі вихідного транслятора комплементарного метало-оксид-напівпровідника, яка адаптована для застосування у складі безконтактного індукційного методу діагностування. Проблематика роботи полягає у тому, що традиційні підходи до оцінки технічного стану часто ігнорують специфічні фізичні процеси деградації, притаманні саме структурам комплементарних метало-оксид-напівпровідників, що призводить до недостовірних прогнозів залишкового ресурсу.

В основу запропонованого рішення покладено розвиток існуючих моделей для транзисторно-транзисторної логіки з їх докорінною модернізацією під фізику напівпровідникових процесів сучасних мікросхем. Наукова новизна отриманих результатів полягає у детальному врахуванні таких деградаційних чинників, як захоплення електричного заряду в підзатворному діелектрику, ін’єкція гарячих носіїв та негативна нестабільність порогової напруги. У процесі дослідження було аналітично встановлено стійкий математичний зв’язок між зміною вихідних струмів I^0, I^1 транслятора у логічних станах нуля та одиниці та сумарною деградацією порогової напруги транзисторів V_th(t). Це дозволило отримати універсальну розрахункову формулу для визначення індивідуального залишкового ресурсу компонента, що є ключовим показником для систем прогностичного технічного обслуговування.

Запропонована модель дозволяє не лише констатувати факт наявності несправності, а й здійснювати глибоку локалізацію дефектів і прогнозувати подальшу працездатність радіоелектронного озброєння в умовах інтенсивної експлуатації. Практична значущість роботи підтверджується можливістю інтеграції розробленої моделі в автоматизовані системи діагностування, що забезпечить суттєве підвищення боєготовності підрозділів завдяки попередженню раптових відмов критично важливих електронних модулів. Таким чином, результати дослідження створюють підґрунтя для переходу до обслуговування військової техніки за її фактичним технічним станом, мінімізуючи ризики виходу з ладу систем зв’язку та управління.