Физика
Правильная ссылка на статью:
Мустафаев А.Г., Мустафаев Г.А., Черкесова Н.В.
Исследование устойчивости КМОП СБИС к эффекту «защелкивания»
// Электроника и электротехника.
2018. № 4.
С. 1-7.
DOI: 10.7256/2453-8884.2018.4.28130 URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=28130
Аннотация:
В связи с малым потреблением мощности КМОП структуры являются предпочтительными для создания больших и сверхбольших интегральных схем. Однако надежность схем в значительной степени ограничивается возникающим в КМОП структурах явлением защелки. Электрическая характеристика явления защелки в КМОП интегральных схема характерна наличием ряда аномальных явлений. Эти эффекты искажают и делают неоднозначными результаты измерения электрической чувствительности схем к защелке. Развитие микроэлектроники неуклонно стремится к уменьшению размеров элементов интегральных схем, в частности транзисторов. Уменьшение размеров интегральных схем, приводит к усилению короткоканальных эффектов в МОП- транзисторах. При уменьшении размеров интегральных элементов рассматриваются различные варианты масштабирования приборов со структурой металл-оксид-полупроводник. В качестве методов предотвращения защелкивания предлагаются использование диодов с барьером Шоттки или специальных поликремниевых диодов вместо омических контактов подложки и кармана; применение сильнолегированной подложки с изоляцией глубокими канавками. Механизмы, вызывающие появления защелкивания, не зависит от типа проводимости полупроводниковой области кармана.
Ключевые слова:
транзистор, защелкивание, МОП, масштабирование, СБИС, короткоканальные эффекты, полупроводник, наноэлектроника, отказ, моделирование
Abstract:
Due to the low power consumption, CMOS structures are preferred for creating large and ultra-large integrated circuits. However, the reliability of the circuits is largely limited by the latch phenomenon that occurs in CMOS structures. The electrical characteristic of the latch up phenomenon in a CMOS integrated circuit is characterized by the presence of a number of anomalous phenomena. These effects distort and make ambiguous the results of measuring the electrical sensitivity of the circuits to the latch. The development of microelectronics is constantly striving to reduce the size of the elements of integrated circuits, in particular transistors. Reducing the size of integrated circuits leads to the amplification of short-channel effects in MOS transistors. When reducing the size of integral elements, various options for scaling devices with a metal-oxide-semiconductor structure are considered. The mechanisms that cause the appearance of the snap-in do not depend on the conductivity type of the semiconductor region of the pocket.
Keywords:
semiconductor, short channel effects, VLSI, scaling, MOS, latch up, transistor, nanoelectronic, failure, modeling
Физика
Правильная ссылка на статью:
Мустафаев Г.А., Панченко В.А., Черкесова Н.В., Мустафаев А.Г.
Моделирование процесса ионной имплантации металлической наночастицы в диэлектрической матрице
// Электроника и электротехника.
2018. № 4.
С. 8-15.
DOI: 10.7256/2453-8884.2018.4.28448 URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=28448
Аннотация:
Наибольшие успехи ионной имплантации были достигнуты в области планарной технологии полупроводниковых приборов и интегральных схем. Большое развитие получили технологии создания приборов с элементами наночастиц, в том числе, активной областью которых являются металлические наночастицы в диэлектрической матрице. Целью работы является моделирование процесса ионной имплантации структуры, состоящей из наночастиц золота в матрице диоксида кремния и расчеты распределения легирующих ионов, каскадов смещенных ионов матрицы и наночастицы, а также распределения ионов, отраженных от наночастицы. Условия имплантации изменяются в зависимости от положения проекции точки на поверхности структуры на горизонтальный радиус наночастицы от центра до периферии. Составлена физическая модель процесса ионной имплантации наночастицы золота, находящейся в матрице диоксида кремния. Проведено моделирование процесса ионного легирования структуры ионами бора и мышьяка для различных сечений и получены графики распределения легирующих ионов, атомов отдачи, отраженных и распыленных ионов в зависимости от координаты от центра наночастицы.
Ключевые слова:
ионная имплантация, интегральная схема, технология полупроводников, моделирование, диоксид кремния, наночастица, монокристаллический кремний, профиль распределения, энергия ионов, отраженные ионы
Abstract:
The greatest success of ion implantation has been achieved in the field of planar technology of semiconductor devices and integrated circuits. The development of devices with elements of nanoparticles, including the active region of which are metal nanoparticles in a dielectric matrix, has been greatly developed. The aim of the work is to simulate the process of ion implantation of a structure consisting of gold nanoparticles in a silicon dioxide matrix and calculations of the distribution of doping ions, cascades of displaced matrix ions and nanoparticles, as well as the distribution of ions reflected from the nanoparticles. The implantation conditions vary depending on the position of the projection of a point on the surface of the structure on the horizontal radius of the nanoparticle from the center to the periphery. A physical model of the process of ion implantation of gold nanoparticles located in a silicon dioxide matrix has been compiled. The process of ionic doping of the structure with boron and arsenic ions was simulated for different cross sections, and graphs of the distribution of doping ions, recoil atoms, reflected and sputtered ions were obtained depending on the coordinate from the center of the nanoparticle.
Keywords:
monocrystalline silicon, nanoparticle, silicon dioxide, modeling, semiconductor technology, integrated circuit, ion implantation, distribution profile, ion energy, reflected ions
Электротехника
Правильная ссылка на статью:
Губанова А.А., Кислов К.В.
Разработка модуля управления трехфазным асинхронным двигателем с автономным питанием
// Электроника и электротехника.
2018. № 4.
С. 16-23.
DOI: 10.7256/2453-8884.2018.4.28421 URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=28421
Аннотация:
Предметом исследования является модуль управления трехфазным асинхронным двигателем с автономным питанием; данный модуль предназначен для векторного управления асинхронным трехфазным двигателем. Устройство выполнено на основе современных достижений технологий микроэлектроники, цифроаналоговых интегральных схем и контроллера обработки цифровых и аналоговых сигналов со встроенными ШИМ- схемами.Область применения разрабатываемого устройства: может использоваться на любых предприятиях для управления машинами с асинхронным приводом. Проектируемое устройство предназначено для управления асинхронным двигателем и осуществляет регулирование и измерение его основных параметров. В основе управления модулем управления трехфазным асинхронным двигателем с автономным питанием лежит метод, который основан на осуществлении регулирования измерения его основных параметров на основе векторного управления. Разрабатываемое устройство быть реализовано в виде структуры, состоящей из определенного количества функциональных подсистем отражающих принципы декомпозиции как по технологическому признаку, так и в соответствии с иерархией реализуемых задач управления.В ходе работы были разработаны схемы электрическая структурная и принципиальная, а также печатная плата устройства. Разработанный модуль отличается малыми габаритами, возможностью модернизации, и низкой стоимостью (по сравнению с аналогичными устройствами).
Ключевые слова:
модуль управления, асинхронный двигатель, автономное питание, микроконтроллер, печатная плата, индикация, интерфейс связи, диаграмма сигналов, датчик, надежность системы
Abstract:
The subject of the research is the control module of a three-phase asynchronous motor with Autonomous power supply; this module is designed for vector control of an asynchronous three-phase motor. The device is made on the basis of modern achievements of microelectronics technologies, digital - analog integrated circuits and digital and analog signal processing controller with built-in PWM circuits.Field of application of the developed device: can be used in any enterprise to control machines with asynchronous drive.The designed device is designed to control an asynchronous motor and regulates and measures its main parameters. At the heart of the control module control three-phase asynchronous motor with Autonomous power supply is a method that is based on the implementation of the regulation of the measurement of its basic parameters based on vector control. The developed device should be implemented in the form of a structure consisting of a certain number of functional subsystems reflecting the principles of decomposition both on a technological basis and in accordance with the hierarchy of implemented management tasks.In the course of the work, the schemes of electrical structural and principal, as well as the printed circuit Board of the device were developed. The developed module is characterized by small dimensions, the possibility of modernization, and low cost.
Keywords:
communication interface, display, printed circuit board, microcontroller, Autonomous power supply, asynchronous motor, control module, signal diagram, sensor, system reliability
Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы
Правильная ссылка на статью:
Белозеров В.В., Кречетов А.Л., Олейников С.Н.
Об информационной безопасности автоматизированных систем управления
// Электроника и электротехника.
2018. № 4.
С. 24-39.
DOI: 10.7256/2453-8884.2018.4.28516 URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=28516
Аннотация:
Предметом исследований явились вопросы информационной безопасности и устойчивости к несанкционированному проникновению - в автоматизированных системах управления технологическими процессами. В статье представлены результаты статистического анализа инцидентов, отказов, аварий и пожаров на промышленных объектах, которые имеют разные уровни автоматизации. Представлено решение, которое полностью исключает возможность с помощью вредоносного кода, вмешаться в управляющие функции промышленных контроллеров. путем разработки дополнительного программного модуля, обеспечивающего обмен данными в SCADA-системе и в управляющих контроллерах. Методологической основой исследования является системный анализ и системный синтез процессов и средств в автоматизированных системах. Основным выводом исследования является решение , которое полностью исключает возможность с помощью вредоносного кода, вмешаться в управляющие функции промышленных контроллеров. Цена такого решения – разработка дополнительного программного модуля, который обеспечит обмен данными в проекты SCADA-систем и в проекты управляющих контроллеров, скрывая параметры коммуникации, а так же произвольный доступ к памяти управляющих контроллеров
Ключевые слова:
информационная безопасность, интерфейс, протокол обмена, сетевые структуры, автоматизированные системы, управление технологическими процессами, инцидент, средства вычислительной техники, отказ технических средств, авария
Abstract:
The subject of the research is the questions of information security and resistance to unauthorized penetration in automated process control systems. The results of statistical analysis of incidents, failures, accidents and fires on industrial facilities which have different levels of automation are presented. The solution which completely excludes an opportunity by means of a malicious code, to interfere with managing functions of industrial controllers is presented by development of the additional programming module providing data exchange in SCADA system and in managing controllers. The methodological basis of the research is the systems analysis and system synthesis of processes and means in automated systems. The main result of the research is the solution which completely excludes an opportunity by means of a malicious code, to interfere with managing functions of industrial controllers. The price of such solution is the development of additional programming module which will provide data exchange in the SCADA systems projects and in projects of managing controllers, hiding communication parameters, and also random access to memory of managing controllers.
Keywords:
management of technological processes, the automated systems, network structures, incident, exchange protocol, interface, information safety, computer aids, failure of technical means, accident
Информатика, вычислительная техника и управление
Правильная ссылка на статью:
Олейникова С.А., Токарев И.И.
Сравнительный анализ моделей и методов решения задачи структурного синтеза для современных систем мобильной связи
// Электроника и электротехника.
2018. № 4.
С. 40-47.
DOI: 10.7256/2453-8884.2018.4.28074 URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=28074
Аннотация:
Объектом исследования в данной работе являются сети мобильной связи. Предметом исследования являются алгоритмы, позволяющие определить оптимальное расположение базовых станций, а также такую мощность оборудования, которой будет достаточно для обслуживания абонентов с допустимым уровнем перегрузок и другими требованиями, предъявляемые к качеству обслуживания. Целью является проектирование сети мобильной связи с точки зрения критерия минимизации расходов на все сетевые элементы с учетом предполагаемого количества абонентов и объема трафика. Специфика целевой функции и ее аргументов, а также ограничений позволяет определить исследуемую задачу как задачу условной оптимизации и применить для ее решения используемый в данных случаях инструментарий. В результате описан обобщенный алгоритм решения задач структурного синтеза для систем, отличительной чертой которых является наличие мобильных абонентов и базовых станций, осуществляющих их обслуживание путем приема и передачи сигнала. Сравнительный анализ существующих подходов к решению задачи позволил формализовать целевую функцию и ограничения. Полезность полученных результатов заключается в возможности их применения (после реализации алгоритмов решения задачи) для проектирования и внедрения современных систем мобильной связи.
Ключевые слова:
системы мобильной связи, структурный синтез, частотно-территориальное планирование, базовая станция, целевая функция, ограничения, сравнительный анализ, качество обслуживания, алгоритм, формализация задачи
Abstract:
The object of the research is the mobile networks. The subject of the research is the algorithms that allow to determine the optimal location of base stations, as well as such equipment capacity that will be enough to serve subscribers with an acceptable level of overloads and other requirements for quality of service. The goal is to design the network in terms of the criterion for minimizing the cost of all network elements, taking into account the expected number of subscribers and traffic. The specificity of the objective function and its arguments, as well as constraints, allows to define the problem under investigation as a conditional optimization problem and apply the tools used in these cases to solve it. As a result, a generalized algorithm for solving problems of structural synthesis for systems whose distinctive feature is the presence of mobile subscribers and base stations that service them by receiving and transmitting a signal is described. A comparative analysis of existing approaches to solving the problem allowed us to formalize the objective function and limitations. The usefulness of the results is the possibility of their use (after the implementation of algorithms for solving the problem) for the design and implementation of modern mobile communication systems.
Keywords:
comparative analysis, restrictions, objective function, base station, frequency spatial planning, structural synthesis, mobile communication systems, quality of service, algorithm, formalization of the problem