Модель, алгоритм и технология электроэрозионной обработки элементов бортовых радиотехнических устройств на базе метода факельного разряда тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Новомейский Дмитрий Николаевич

• Новомейский Дмитрий Николаевич
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Новомейский Дмитрий Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ МАТЕРИАЛА ПО ПРОБЛЕМЕ ОБРАБОТКИ ЭЛЕМЕНТОВ БОРТОВЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

1.1 Особенности бортовой радиоэлектронной аппаратуры

1.2 Виды разрядов для обработки пленочных структур

1.2.1 Высокочастотный факельный разряд (ВЧФР)

1.2.2 Факельно-дуговой разряд

1.2.3 Тлеющий разряд

1.2.4 Коронный разряд

1.2.5 Искровой разряд

1.3 Классификация методов обработки материалов

1.4 Лазерная обработка пленочных структур

1.5 Электродинамическая модель факельного разряда

1.6 Математическая интерпретация физических процессов при факельном разряде

1.7 Краткие выводы

2 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ФАКЕЛЬНОГО РАЗРЯДА

2.1 Разработка математической модели факельного разряда

2.2 Методика определения температуры факельного разряда

2.3 Математическая технологическая модель

2.4 Разработка алгоритма моделирования параметров факельного разряда

2.5 Программа расчета параметров факельного разряда

2.6 Результаты расчета

2.7 Краткие выводы

3 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ОБРАБОТКИ ФАКЕЛЬНЫМ РАЗРЯДОМ

3.1 Функциональный анализ аналогов

3.2 Требования к установке обработки

3.3 Разработка технологической установки для подгонки

3.4 Выбор элементной базы

3.5 Метрологическая оценка характеристик технологического устройства обработки факельным разрядом

3.5.1 Структура погрешностей технологического устройства обработки факельным разрядом

3.5.2 Методическая погрешность определения величины зазора между электродом и пленкой технологической установкой обработки факельным разрядом

3.5.3 Методическая погрешность определения температуры факельного разряда в области его взаимодействия между электродом и пленкой

3.5.4 Инструментальная погрешность определения величины зазора между электродом и пленкой

3.5.5 Инструментальная погрешность определения температуры факельного разряда в области его взаимодействия между электродом и пленкой

3.5.6 Дополнительные погрешности технологического устройства обработки

факельным разрядом

3.6 Краткие выводы

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА И ОБРАЗЦОВ

4.1 Исследование параметров процесса

4.2 Исследование образцов после обработки

4.3 Оценка точности и эффективности

4.4 Разработка технологии обработки

4.5 Разработка ТП обработки для случая подгонки

4.6 Разработка технологического маршрута электрофизической обработки элементов

4.7 Методика аттестации технологического процесса электрофизической обработки плёночных элементов и структур

4.7.1 Основные положения

4.7.2 Аттестация технологической установки для обработки (подгонки) элементов радиотехнических устройств

4.7.3 Специализированная (для конкретного ТП) процедура аттестации технологического процесса обработки (подгонки)

4.7.4 Оценка качества ТП

4.7.5 Присвоение ТП категории качества

4.8 Аттестация выпускаемой продукции

4.9 Краткие выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Приложение Е

Приложение Ж

Приложение З

Приложение И

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

Радиоэлектронные технологии в значительной степени определяют эффективность и стоимость бортовых радиотехнических устройств. В работах Канащенкова А.И. и Ушкара М.Н. исследована и установлена связь между конструктивно-технологическими и функциональными параметрами РЛС, РТС и других систем. Возрастает потребность в новых технологиях. К ним относится и факельная технология обработки элементов радиотехнических устройств. Ее можно использовать для следующих процессов: скрайбирование плат и пластин; локальная термообработка; индивидуальная подгонка пленочных элементов (резисторов и др.); прошивка (прожигание отверстий в пленочном элементе); активная подгонка гибридных микросхем; моделирование нагрева печатных плат и проводников; монтаж компонентов (пайка, сварка); юстировка поглотителей СВЧ мощности; локальное распыление материалов; тренировка.

Проблема усовершенствования технологических процессов обработки является чрезвычайно важной. Так, теоретические и экспериментальные исследования показывают, что на данном этапе отсутствуют типовые и аттестованные технологические процессы обработки плёночных структур на основе факельного разряда (ФР). Не разработана в полном объеме базовая технология факельной обработки плёночных структур и элементов. Соответственно, низок уровень готовности частных технологических процессов к промышленному применению.

Анализ методов факельной обработки показывает в ряде случаев низкую точность и стабильность используемых технологических процессов. Это связано с неоптимальностью режимов обработки, отсутствием адаптированных алгоритмов и программ расчета параметров ФР. Для их разработки необходима адекватная математическая технологическая модель взаимодействия ФР с обрабатываемым образцом. Требуется также новое технологическое оборудование,

обеспечивающее высокую эффективность обработки и многофункциональность видов и режимов обработки. Так, отсутствуют технологические устройства, обеспечивающие комбинированную индивидуальную подгонку плёночных элементов.

Не решён до конца вопрос обеспечения высокой стабильности функциональных параметров структур после обработки. Не изучены механизмы их деградации. Практически отсутствуют экспериментальные исследования воспроизводимости параметров, трудоёмкости процессов, выхода годных.

Разработанные ранее математические модели ФР не всегда обеспечивают высокую точность оценок. Это связано отчасти с устаревшим подходом к исследованию физических процессов при ФР. Необходима новая интерпретация физических процессов ФР, которая позволит провести обобщённый анализ с разных позиций: электроволновых, тепловолновых, взаимодействия со структурой элемента.

Слабо описаны вопросы стойкости различных пленочных структур и их составляющих (оснований, подложек, покрытий из материалов, мало данных по их разрушению и изменению электрофизических характеристик и геометрических параметров).

Весьма важным являются такой вариант обработки, как индивидуальная подгонка плёночных структур при изготовлении высокоточных и прецизионных резистивных элементов. Такие элементы широко используются в аналоговых измерительных трактах бортовых радиотехнических устройств.

Прецизионные и высокоточные пленочные резисторы необходимы для создания ряда устройств радиотехнических, радиоэлектронных, связных и информационно-измерительных систем.

Высокую точность изготовления может обеспечить лазерный способ. Этот способ подробно исследовали Антонов Ю.Н., Леухин В.Н., Сухов А.М., Ямпурин Н.П. и др. Однако дополнительные исследования показали, что он вносит большие возмущающие воздействия в структуру элемента, что приводит к большому дрейфу сопротивления, увеличению шумов и нелинейности элемента.

Значительно меньшее возмущающее воздействие оказывает метод ФР. Однако этот вопрос исследован не в полной мере. Установлено, что некоторые разновидности обработки (случай неоптимизированных режимов, новых материалов и др.) не обеспечивают в должной мере требуемое значение временной стабильности. В связи с этим стоит задача дальнейшего изучения и развития технологий обработки плёночных структур на базе факельного разряда.

Использование ФР для индивидуальной обработки (подгонки) пленочных структур (например, резисторов) открывает большие возможности для совершенствования и повышения качества и надёжности различных типов изделий, реализуемых в условиях вертикальной интеграции.

Обработку пленочных структур бортовых радиотехнических устройств ФР можно считать новым технологическим направлением в приборостроении и радиотехнике.

В качестве технологического инструмента для такой обработки используют генераторы ФР с необходимой оснасткой. В этом направлении опубликовано много свежих работ. Однако, несмотря на обилие работ, разработка фундаментальных основ факельной технологии не завершена. Это сдерживает создание инженерных методик расчета параметров факельного разряда, используемого для обработки пленочных структур и материалов.

Неполное знание физических основ факельной технологии не позволяет разработать рациональные методы автоматизации и управления процессами обработки. Существует также проблема контроля и стабилизации процессов. Данная диссертация направлена на исследование и создание прогрессивных технологических процессов в первую очередь для вариантов индивидуальной комбинированной обработки (случай подгонки пленочных структур).

Данная технология способствует созданию научных, технических и методических решений, обеспечивающих достижение высокой производительности, повышение эффективности производства и качества продукции. Использование различных режимов обработки открывает широкие

возможности для разработки новых методов и вариантов локальной обработки материалов и пленочных структур.

Актуальность темы исследования обусловлена необходимостью разработки точной математической модели ФР на основе новой математической интерпретации физических процессов при разряде, алгоритма расчета параметров факельного разряда при его взаимодействии с обрабатываемой структурой, технологического устройства, обеспечивающего многофункциональность (комбинированную обработку), что в целом позволит повысить стабильность ФР, стабильность и управляемость процесса обработки, точность и стабильность технологического процесса, воспроизводимость основных параметров обработки, уменьшить возмущающее воздействие, оказываемое на функциональные параметры пленочных структур и в итоге позволит создать новую базовую технологию факельной обработки элементов бортовых радиотехнических устройств и ряд частных технологических процессов, что сократит жизненный цикл данного инновационного решения, т.е. ускорит разработку промышленной технологии обработки факельным разрядом.

Степень разработанности темы

В работах Райзера Ю.П., Грановского В.Л., Пиганова М.Н. и др. были рассмотрены основные вопросы формирования факельного разряда. Исследованием вопросов распределения электронов и ионов по длине канала ФР, оценкой плазменной частоты занимался Janca J. Эквивалентную электрическую схему факельного разряда исследовали Нейман М.С., Кузовников А.А., Канцова Н.А. Емкость и сопротивление факельного разряда в соответствии с эквивалентной схемой измерил Talsky A.

Определению электрических характеристик ФР посвящены также работы Власова В.А., Луценко Ю.Ю., Тихомирова И.А. Zakrewsky Ъ., Moisan M. Зеленецкая Е.П. с соавторами исследовала осевую неоднородность плазмы ВЧ факельного разряда. Изменения удельной электропроводности в плазме ФР

исследовались Benilov M.S. Температурную зависимость электропроводности плазмы ФР описали Capitelli M., Colonna G., Gorsec D., Angola A.

Характеристики затухания электромагнитной волны ФР, осевую неоднородность ВЧФР исследовали Мышкин В.Ф., Ижойкин Д.А., Гавриленко С.М., Бочкарев Н.Н., Каренгин А.Г., Побережников А.Д, Тихомиров И.А. и др. авторы. Ими предложена также методика определения волнового числа. Электродинамическая модель ФР в воздухе. Была предложена и исследовалась Качановым А.В., Треховым Е.С., Фетисовым Е.П., Сошниковым В.Н., Тюриным Е.Л. и др. Анализ показывает, что математические модели ФР обладают низкой точностью, что ограничивает их применение. Одной из причин этого является устаревшая математическая интерпретация физических процессов при ФР.

Разработкой и исследованием разных вариантов генераторов факельного разряда и устройств обработки пленочных структур в режиме подгонки элементов занимались Наседкин А.В., Тюлевин С.В., Ерендеев Ю.П., Шопин Г.П., Столбиков А.В. и др. авторы. Установлено, что данные устройства не обеспечивают требуемые значения эффективности и управляемости процесса.

Математические модели ФР имеют низкую точность, что ограничивает их применение. Электродинамические модели не содержат технологических параметров, что затрудняет их использование для управления ТП обработки ФР. Предложенные Пигановым М.Н. с соавторами математические модели технологического типа не позволяют проводить оптимизацию процесса обработки, т.к. не учитывают различные коэффициенты.

Алгоритмы расчета параметров ФР для обработки структур (случай индивидуальной подгонки пленочных структур и элементов) на данном этапе отсутствуют.

Проведенный анализ показал, что на основе метода факельного разряда может быть разработана новая эффективная технология обработки пленочных структур бортовых радиотехнических устройств.

Целью данной работы является повышение эффективности электрофизической обработки пленочных структур бортовых радиотехнических устройств на базе метода факельного разряда, позволяющей улучшить функциональные характеристики и повысить надёжность РТС и комплексов.

Объектом исследования являются процессы обработки пленочных высокоточных элементов бортовых радиотехнических устройств и структур на их основе (корректоров АЧХ, делителей мощности, фильтров, ЧИС и др.).

Предметом исследования являются модель, алгоритм, методика, установка и технология электрофизической обработки пленочных структур на базе метода факельного разряда.

Методы исследования

Для решения поставленных задач использовались методы теоретической электротехники и электродинамики, теория электрического разряда, дифференциальное и интегральное исчисление, теория чувствительности, численное моделирование, программирование, эмпирические исследования, натурный эксперимент.

Решаемые задачи

В работе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ методов обработки элементов радиотехнических устройств и физических процессов в зоне обработки ФР.

2. Построение обобщённой математической модели факельного разряда и её исследование.

3. Разработка алгоритма моделирования и программы расчета параметров обработки структур факельным разрядом.

4. Разработка технологии и установки для обработки плёночных структур и оценка её погрешностей.

5. Экспериментальное исследование процесса обработки плёночных структур.

Научная новизна

1. Дана уточнённая математическая интерпретация физических процессов при факельном разряде, отличающаяся учетом ряда технологических, теплофизических и электродинамических параметров и позволяющая разрабатывать новые математические модели и технологические процессы факельной обработки пленочных структур и повышать стабильность этих процессов.

2. Построена обобщённая математическая модель обработки тонко- и толстопленочных структур, отличающаяся учетом зависимостей режимов обработки от температуры факела на острие электрода и в контрольных точках структуры, а также критических параметров процесса, что позволяет повысить управляемость процессом и воспроизводимость результатов обработки в режиме подгонки и получать рациональные параметры технологической системы.

3. Разработан алгоритм моделирования параметров высокочастотного факельного разряда (ВЧФР) при обработке плёночных элементов в режиме подгонки, который имеет адаптивную структуру последовательного типа с возможностью подключения дополнительных блоков для параллельного выполнения вычислительных операций и учитывает связь системы «разряд-плёнка-подложка» с технологическим зазором, что позволяет расширить функциональные возможности моделирования, снизить трудоёмкость вычислений, улучшить управляемость процессом подгонки и воспроизводимость её результатов. Алгоритм позволяет проводить корректировку обобщённой математической модели и в случае необходимости осуществлять повторную идентификацию процесса. Он реализован в системе программирования ЬаЬУТБ'^

Программа позволяет получать результаты вычислений в виде графиков зависимости технологического зазора от других параметров обобщённой математической модели подгонки.

4. Разработана технология обработки плёночных элементов бортовых радиотехнических устройств на базе метода факельного разряда, включающая технологический маршрут, технологическую установку, методику обработки элементов для варианта подгонки, методику аттестации технологического процесса, которая обеспечивает обработку структур как в режиме испарения, так и отжига, что позволяет реализовать процесс комбинированной подгонки плёночных элементов. Экспериментально доказано, что предлагаемая технология обеспечивает более высокую точность, стабильность и надёжность элементов.

Теоретическая значимость работы состоит в развитии теории высокочастотного факельного разряда в части обработки им пленочных структур и элементов радиотехнических систем (РТС), а также в совершенствовании процедур системотехнического и конструкторско-технологического проектирования радиотехнических систем с использованием теории чувствительности на основе установленных связей между функциональными и конструктивно-технологическими параметрами.

Практическая значимость

1. Разработанный алгоритм моделирования и расчёта параметров высокочастотного факельного разряда позволяет определить наиболее критичные характеристики и параметры разряда и процесса обработки плёночных структур для варианта подгонки и снизить трудоёмкость вычислений.

2. Разработанная программа расчета параметров факельного разряда позволяет определить зазор между электродом и образцом, на котором размещены обрабатываемые (подгоняемые) резисторы, с целью нахождения оптимальной мощности разряда. Также программа позволяет определить другие

параметры факельного разряда (мощность, длительность импульса, время воздействия).

3. Предложены новые варианты подгонки пленочных элементов факельным разрядом на основе разных материалов.

4. На основе созданной методики синтезированы топологии плёночных элементов радиочастотного тракта ряда бортовых РТС.

5. Разработанная технология обработки была использована при технологическом проектировании, изготовлении и испытании делителей мощности, корректоров амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) фильтров и других элементов и устройств частотно-избирательных систем бортовых радиотехнических комплексов активных помех и показала высокую функциональную эффективность.

6. Выявлены основные виды погрешностей технологической установки и процесса подгонки. Получены математические выражения погрешностей. Проведена оценка методической, инструментальной и общей погрешностей.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Обобщённая математическая модель обработки тонко- и толстопленочных структур, отличающаяся учетом зависимостей режимов обработки от температуры факела на острие электрода и в контрольных точках структуры, а также критических параметров процесса, что позволяет повысить управляемость процессом и воспроизводимость результатов обработки в режиме подгонки и получать рациональные параметры технологической системы.

2. Алгоритм моделирования параметров высокочастотного факельного разряда (ВЧФР) при обработке плёночных элементов в режиме подгонки, который имеет адаптивную структуру последовательного типа с возможностью подключения дополнительных блоков для параллельного выполнения вычислительных операций и учитывает связь системы «разряд-плёнка-подложка» с технологическим зазором, что позволяет расширить функциональные

возможности моделирования, снизить трудоёмкость вычислений, улучшить управляемость процессом подгонки и воспроизводимость её результатов. Алгоритм позволяет проводить корректировку обобщённой математической модели и в случае необходимости осуществлять повторную идентификацию процесса. Он реализован в системе программирования LabVIEW. Программа позволяет получать результаты вычислений в виде графиков зависимости технологического зазора от других параметров обобщённой математической модели подгонки.

3. Результаты экспериментальных исследований влияния обработки факельным разрядом на параметры плёночных структур (результаты подгонки сопротивления тонкопленочных и толстопленочных резисторов МСБ в режиме отжига; сопротивление резисторов при этом уменьшалось, поскольку в режиме отжига происходит отжиг дефектов и уплотнение резистивной пленки; точность подгонки достигает (0,01...0,1)%, а диапазон подгонки составляет (5...20)%, с выходом годных до (99.100)%; оптимальные параметры рабочего режима процесса комбинированной обработки для случая подгонки: частота разряда ~ 41 МГц, мощность разряда - (30.80) Вт, частота контактирования электрода -(50.75) Гц, скорость его перемещения - (5.10) мм/мин, величина зазора в режиме отжига - (0,1.0,5) мм), отличающиеся тем, что обработка данных проведена современными численными методами, что позволяет считать экспериментальные результаты достоверными.

4. Технология обработки плёночных элементов бортовых радиотехнических устройств на базе метода факельного разряда, включающая технологический маршрут, технологическую установку, методику обработки элементов для варианта подгонки, методику аттестации технологического процесса, которая обеспечивает обработку структур как в режиме испарения, так и отжига, что позволяет реализовать процесс комбинированной подгонки пленочных элементов. Экспериментально доказано, что предлагаемая технология обеспечивает более высокую точность, стабильность и надёжность элементов.

Достоверность результатов

Степень достоверности полученных результатов определяется использованием известных положений фундаментальных наук, законов физики, физической адекватностью применяемых математических моделей, обоснованностью допущений и теоретических положений, подтверждается повторяемостью экспериментальных результатов и применением статистических методов обработки данных.

Реализация и внедрение результатов работы

Результаты диссертации использованы при выполнении работ по следующим госбюджетным темам: 501.02 «Методы и средства повышения качества РЭС»; 501.05 «Исследование воздействия факторов электростатического и факельного разряда на бортовую аппаратуру космических аппаратов и разработка новых методов её защиты».

Основные положения диссертационной работы внедрены в АО «НИИ «Экран» и в учебный процесс направлений подготовки 11.03.03 и 11.04.03 «Конструирование и технология электронных средств» федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва».

Личный вклад автора

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертационной работе, состоит в следующем: проведены анализ и систематизация информации по электрофизическим методам отбраковки пленочных структур; дана математическая интерпретация физических процессов при факельном разряде; построена математическая модель факельного разряда и

технологическая модель обработки пленочных структур; разработаны алгоритм моделирования и программа расчета параметров факельного разряда; разработана технологическая установка для обработки пленочных структур; проведено экспериментальное исследование процесса обработки пленочных структур; установлены оптимальные параметры рабочего режима процесса комбинированной подгонки; разработаны методики и технология обработки пленочных структур факельным разрядом; проведена оценка методической и инструментальной погрешностей процесса обработки; синтезированы топологии плёночных элементов радиочастотного тракта (делителей, корректоров и др.); определены основные параметры частотно-избирательных систем после обработки факельным разрядом в режиме подгонки.

Соответствие паспорту специальности

Диссертационное исследование соответствует п.16 «Разработка научных и технических основ проектирования, конструирования, технологии производства, испытания и сертификации радиотехнических и телевизионных устройств и систем, включая черно-белые, цветные, спектрозональные, инфракрасные, терагерцовые и многоракурсные телевизионные системы, пассивные и активные системы объемного телевидения» и п.18 «Разработка радиотехнических и телевизионных устройств и систем для их использования в промышленности, робототехнике, авиации, космонавтике, астрономии, метрологии, информационно-измерительной технике, а также для подземных, подводных и других применений» паспорта научной специальности 2.2.13. Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модель, алгоритм и технология электроэрозионной обработки элементов бортовых радиотехнических устройств на базе метода факельного разряда»

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

- IV и VI Международных конференциях и молодежных школах «Информационные технологии и нанотехнологии» (Самара, 2018, 2020);

- Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций» (Самара, 2018, 2019, 2020, 2021, 2023, 2024);

- Международном симпозиуме «Надежность и качество» (Пенза, 2019, 2022, 2024);

- XIII Международной научно-практической конференции «Инновационные научные исследования» (Пенза, 2018);

- XVI, XVII, XVIII и XXI Международных научно-технических конференциях «Физика и технические приложения волновых процессов» (Миасс, 2018; Казань, 2019; Самара, 2020, 2024);

- XXIV Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Новые информационные технологии в научных исследованиях» (Рязань, 2019).

Публикации

Результаты диссертационной работы опубликованы в 30 научных работах объёмом 10 п.л. (личная доля 7 п.л.), в том числе в 5 статьях ВАК-1, 1 патенте, 2 статьях, опубликованных в журналах и изданиях, входящих в базу цитирования Scopus, 5 статьях, опубликованных в рецензируемых журналах ВАК-2, в 17 тезисах докладов и материалах НТК.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения с основными результатами работы, списка использованных источников из 187 наименований и приложений на 24 страницах. Текст диссертации изложен на 162 страницах и содержит 13 таблиц и 51 рисунок.

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели исследования, научная новизна и практическая значимость.

Первая глава посвящена анализу и систематизации обзорной информации по теме диссертации. Установлена связь между функциональными и конструктивно-технологическими параметрами радиотехнических систем. Показано, что для повышения эффективности РТС требуется дальнейшее совершенствование их конструктивно-технологических реализаций, методик конструкторского и технологического проектирования, технологий изготовления. Главным звеном при этом является технология изготовления. Конструктивно -технологические варианты исполнения бортовых систем сильно влияют на их функциональные, надёжностные и стоимостные параметры.

В ней также кратко описан базовый объект исследования.

Установлена связь между параметрами прибора (изделий 2 и 3 уровня РТС) и характеристиками плёночных резисторов. Сформулированы основные требования к резисторам. С учётом этих требований был выбран метод подгонки. При выборе был проведён анализ различных методов индивидуальной и функциональной обработки (подгонки). Определены основные свойства метода обработки.

Рассмотрены основные виды разрядов для обработки пленочных структур. Это факельный разряд, факельно-дуговой разряд и тлеющий разряд. ВЧФР представляет собой плазменный факел, горение которого происходит за счет диссипации энергии электромагнитного поля. Дуговой разряд - это один из типов стационарного электрического разряда в газах. Формированию дугового разряда предшествует короткий нестационарный процесс в пространстве между электродами - разрядном промежутке. Дуговой разряд может также возникнуть в результате пробоя электрического разрядного промежутка при кратковременном резком повышении напряжения между электродами. Тлеющий разряд - один из наиболее распространенных видов газового разряда, что связано с легкостью его

получения и поддержания. Это самостоятельный разряд, возникающий в газе при пониженном давлении.

Рассмотрена лазерная обработка пленочных структур, которая широко применяется при подгонке пленочных резисторов. При лазерной подгонке сопротивление резистора только увеличивается за счет уменьшения его ширины.

На основе проведенного анализа по различным видам разрядов, а также по лазерной обработке пленочных элементов, можно сделать вывод о целесообразности применения именно факельного разряда для подгонки сопротивления резисторов, поскольку он обладает высокой точностью (~0,01%) и позволяет изменять сопротивление резисторов как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения.

Также приведена обновленная физическая интерпретация физических процессов при факельном разряде. На базе обновленной математической интерпретации физических процессов разработана новая математическая модель факельного разряда.

Во второй главе предложен новый вариант модели ФР. Анализ, апробация и исследования известных моделей факельного разряда позволили перейти к разработке нового более актуализированного варианта модели. В диссертации описано выражение для распределения температуры вдоль оси z.

Построена обобщённая математическая модель обработки тонко- и толстопленочных структур, отличающаяся учетом зависимостей режимов обработки от температуры факела на острие электрода и в контрольных точках структуры, а также критических параметров процесса, что позволяет повысить управляемость процессом и воспроизводимость результатов обработки в режиме подгонки и получать рациональные параметры технологической системы.

Разработан алгоритм моделирования параметров высокочастотного факельного разряда (ВЧФР) при обработке плёночных элементов в режиме подгонки, который имеет адаптивную структуру последовательного типа с возможностью подключения дополнительных блоков для параллельного выполнения вычислительных операций и учитывает связь системы «разряд-

плёнка-подложка» с технологическим зазором, что позволяет расширить функциональные возможности моделирования, снизить трудоёмкость вычислений, улучшить управляемость процессом подгонки и воспроизводимость её результатов. Алгоритм позволяет проводить корректировку обобщённой математической модели и в случае необходимости осуществлять повторную идентификацию процесса. Он реализован в системе программирования LabVIEW. Программа позволяет получать результаты вычислений в виде графиков зависимости технологического зазора от других параметров обобщённой математической модели подгонки.

Для разработки алгоритма моделирования параметров ФР был проведён функциональный анализ установки и процесса обработки структур.

Предложена методика определения температуры факельного разряда в области его взаимодействия с пленочными элементами.

Третья глава посвящена разработке установки для обработки структур ФР для варианта подгонки. Проведён краткий функциональный анализ аналогов. Сформированы требования к установке. Приведена структура установки и описан принцип её функционирования.

Она обеспечивает увеличение сопротивления при обработке структуры элемента факельно-дуговым разрядом и его уменьшение - при обработке чисто факельным разрядом.

Установка содержит источник опорного напряжения, устройство сравнения, измеритель сопротивления, блок анализа знаков, блок выделения модуля, управляемый источник опорного напряжения, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), мультивибратор, регистр сдвига, первую группу элементов И, блок хранения данных, вторую группу элементов И, цифроаналоговый преобразователь, генератор факельного разряда, рабочий электрод, подгоняемый резистор, подложкодержатель, элемент ИЛИ. Она автоматически переходит от режима испарения материала резистора к режиму отжига (и обратно), используя при этом один рабочий электрод.

Дана метрологическая оценка характеристик установки. Рассмотрена структура погрешностей установки. Описаны и найдены методические погрешности определения величины зазора между электродом и плёнкой и определения температуры факельного разряда в области его взаимодействия со структурой, а также инструментальная и дополнительная погрешности.

В четвертой главе проведено исследование процесса подгонки тонкопленочных (ТПР) и толстопленочных (ТлПР) резисторов факельным разрядом. Тонкопленочные резисторы получали методом вакуумтермического испарения. Толстопленочные резисторы получали методом трафаретной печати. В качестве материала подложки использовали керамику ВК-96-1.

Мощность источника разряда изменялась от 35 до 100 Вт. Рабочая частота генератора факельного разряда составляла - 41 МГц. При исследовании она изменилась от 13,56 до 54,24 МГц. Для подгонки в сторону увеличения сопротивления использовался факельно-дуговой разряд, а в сторону уменьшения - чисто факельный разряд. В первом случае осуществляли контактирование рабочего электрода с резистивным слоем с частотой ^=(5.. .150) Гц. При этом скорость перемещения электрода относительно резистора V изменялась от 1 до 30 мм/мин. Диапазон подгонки в режиме испарения достигал 100% и более. Во втором случае между электродом и резистивным слоем оставляли зазор I. При этом электрод выполнял от 1 до 10 проходов п по длине резистивного слоя. Диапазон подгонки в режиме отжига достигал 10% и более. Комбинированная подгонка заключалась в увеличении до требуемого уровня сопротивления резисторов (с учётом переподгонки) факельно-дуговым разрядом и последующем его уменьшении до номинального значения чисто факельным методом.

Разработана технология обработки плёночных элементов бортовых радиотехнических устройств на базе метода факельного разряда, включающая технологический маршрут, технологическую установку, методику обработки элементов для варианта подгонки, методику аттестации технологического процесса, которая обеспечивает обработку структур как в режиме испарения, так и отжига, что позволяет реализовать процесс комбинированной подгонки

пленочных элементов. Экспериментально доказано, что предлагаемая технология обеспечивает более высокую точность, стабильность и надёжность элементов.

Разработанный метод и технология подгонки позволили с помощью корректоров и делителей уменьшить неравномерность АЧХ ЧИС до 0,2 дБ, коэффициент шума до (2,3.2,4) дБ, регулировать наклон характеристики до 16 дБ, поддерживать КСВН в пределах 1,3.2,5 в рабочем диапазоне.

Функциональная и параметрическая эффективность бортовых систем после обработки методом факельного разряда повышена. Так погрешность пеленга координат источника радиоизлучения с учётом коррекции уменьшена в 12 раз.

В заключении приведены основные результаты, полученные в ходе диссертационного исследования и выводы.

1 ОБЗОР И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ МАТЕРИАЛА ПО ПРОБЛЕМЕ ОБРАБОТКИ ЭЛЕМЕНТОВ БОРТОВЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

1.1 Особенности бортовой радиоэлектронной аппаратуры

Носителями бортовой радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА) являются космические аппараты (КА), ракеты-носители, разгонные блоки, космические пилотируемые корабли, космические станции, военные самолёты и вертолёты, гражданские самолёты и вертолёты, корабли, беспилотные аппараты (БПЛА), автомобильная техника, танки и др. средства. В связи с этим условия эксплуатации такой аппаратуры во многих случаях являются достаточно жёсткими. Период её эксплуатации для разных применений может составлять от нескольких дней и даже часов до 10-15 лет и более. Как правило, в большинстве случаев к ней предъявляется требование высокой надёжности.

По уровню функциональной и конструктивно-технологической сложности БРЭА различают комплексы, системы, устройства, узлы, элементы. К наиболее распространённым изделиям БРЭА можно отнести радиотехнические комплексы, радиоэлектронные комплексы, телекоммуникационные системы, радиотехнические системы (РТС), радиолокационные системы (РЛС), последние ещё называют станциями. Особую группу составляют телекоммуникационные сети, оптико-электронные системы (ОЭС), информационные системы и системы внутреннего контроля.

Предъявляемые к БРЭА требования зависят от её конкретного назначения. Обычно задаются требования по точности, быстродействию, электромагнитной совместимости, помехоустойчивости, дальности действия, энергопотреблению, надёжности, ресурсу, массогабаритным показателям, технологичности, стоимости.

Конащеков А.И. считает, что для самолётных систем пятого поколения характерным должно стать создание интегрированных комплексов, в частности, БРЛС на основе принципа проектирования «сверху-вниз» [1].

Это относится и к системам управления оружием, к радиоэлектронным средствам обороны, радиотехнической разведки, системам подавления, в том числе и к станциям активных помех (САП) [2-6].

В последние годы получают развитие цифровые оптико-электронные системы и комплексы военного назначения. Оптико-электронная техника военного назначения российского производства занимает одно из ведущих мест в мире в сфере высоких новейших технологий. Она в решающей мере определяет уровень и эффективность промышленного потенциала РФ [7].

Для их широкого внедрения необходимо решить следующий комплекс задач: совершенствование методических подходов к проектированию, испытанию, конструированию систем в целом и их составных частей; модернизация электронной компонентной базы (ЭКБ); совершенствование технологий их изготовления.

Решение этих сложных технологических задач предопределяет необходимость организации новых современных производств.

С внедрением радиопрозрачных композитных материалов, высокочувствительной слаботочной аппаратуры цифровых систем и сетей усложнились вопросы обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) бортовых радиотехнических систем и критических систем (КС). При этом пороги восприимчивости снизились более чем в 10 раз. Частично эта проблема решается экранированием приборных отсеков, жгутов бортовой кабельной сети (БКС), корпусов [8]. Для более полного решения её требуется более радикальное совершенствование конструкций составных частей (СЧ) РТС и КС, а также технологии их изготовления.

Авторами [6] сообщается о создании нового варианта бортовой аппаратуры, для конструктивной реализации которой предложена модульная платформа на основе стандарта VITA и технология VPX. Это позволило повысить эффективность экранирования СЧ БРЭА, повысить её надёжность и улучшить выходные характеристики.

Таким образом, конструктивно-технологическая реализация систем влияет на их функциональные, надёжностные и стоимостные параметры.

Развитие технологий телекоммуникационных сетей на базе самолётных носителей имеет большое значение для решения сложных задач мониторинга окружающей среды и управления в различных областях техники [9].

Так, в работе [10] телекоммуникационные сети использованы для управления процессом формирования топологии элементов микроэлектронных структур.

На системном этапе проектирования радиотехнических устройств весьма эффективным является параметрическое моделирование [11]. В работе [12] предложена новая методика формирования конструктивного базиса бортовых РЛС беспилотных летательных аппаратов. При этом структура радиотехнического устройства должна быть оптимальной или рациональной. Вопросом разработки методики выбора оптимальной структуры радиоэлектронной аппаратуры посвящена работа [13] профессора Ушкара М.Н. (МАИ). По мнению авторов [14] для синтеза эффективных структур РТС целесообразно использовать графоаналитический метод.

Авторами [15] предложена новая конструкция рамановского усилителя для высокоскоростных систем телекоммуникаций. Конструкторское проектирование проведено с помощью САПР SolidWorks. Это позволило обеспечить высокий уровень технологичности конструкции устройства и возможность автоматизации производства. Для изготовления изделий была использована новая технология поверхностного монтажа, удовлетворяющая требованиям стандартов IPC. Предложенная конструктивно-технологическая реализация позволила улучшить основные функциональные и стоимостные характеристики устройства. Так, удалось резко увеличить дальность передачи данных (до 275 км), до 15дБ увеличить среднее усиление, организовать до 80 каналов связи со скоростью передачи информации 100 Гбит/с, улучшить стойкость к механическим воздействиям (изделие удовлетворяет требованиям группы С1 по ГОСТ 1609), снизить стоимость.

Остро стоит и проблема безопасности технологических систем [16,17]. Предвестником такого нарушения является изменение основных характеристик системы, когда контролируемые параметры выходят за допустимые пределы. Стабильность работы РТС зависит от точности и стабильности узлов, ЭКБ, в том числе резисторных микросборок и элементов.

Для создания высокоэффективной бортовой аппаратуры необходимо также использовать современную ЭКБ. ЭКБ должна обладать высокой точностью и стабильностью выходных характеристик, а резистивные элементы микросборок, кроме того, высокой линейностью ВАХ, низким уровнем НЧ шумов и высокой удельной мощностью рассеяния. Использование такой ЭКБ и высокоточных плёночных резистивных элементов позволит повысить эксплуатационные параметры БРЭА.

Авторами [18] предложена методика унификации радиоэлектронных комплексов (РЭК). Данная методика даёт возможность создавать унифицированную архитектуру радиоэлектронных систем, позволяющую использовать наиболее передовую технологию VPX [19].

Использование унифицированной аппаратуры и технологии VPX, а также высокоточной и стабильной ЭКБ, в том числе плёночных микросборок с прецизионными резисторами, позволило улучшить функциональные характеристики бортовой РЛС. Так погрешность определения пеленга координат источника радиоизлучения, расположенного на земной поверхности, при использовании алгоритма коррекции может быть уменьшена в 50 раз [20].

1.2 Виды разрядов для обработки пленочных структур

1.2.1 Высокочастотный факельный разряд (ВЧФР)

ВЧ-индукционный, так называемый безэлектродный Н-разряд, был описан еще в 1884 году. В ВЧ-дуговых разрядах между электродами внутри разрядной камеры возбуждается дуговой Е-разряд. Среди ВЧ разрядов особое место

занимает ВЧ факельный разряд. Разряд был исследован и так назван С.И. Зилитинкевичем в 1928 г. [21].

Факел тем длиннее, чем больше амплитуда колебаний потенциала той точки контура, из которой факел исходит [22, 23].

По своей природе и свойствам ВЧ факельный разряд является одноэлектродным Е-разрядом, который горит с учетом емкостной связи факел-земля.

Была предложена приближенная электродинамическая модель разряда. Канал разряда рассматривается в этой модели как однородный проводник с распространяющейся по нему основной ТМ-волной [22, 24].

Рассмотрены основные виды разрядов для обработки пленочных структур.

1.2.2 Факельно-дуговой разряд

Дуговой разряд - один из типов стационарного электрического разряда в газах. Его формированию предшествует короткий нестационарный процесс в пространстве между электродами - разрядном промежутке. Дуговой разряд может также возникнуть в результате пробоя электрического разрядного промежутка при кратковременном резком повышении напряжения между электродами. Светящийся токовый канал этого разряда был дугообразно изогнут, что и обусловило название дугового разряда [25-27].

Дуговым разрядам свойственны большие токи С ~ 1 - 105 A).

Естественный путь развития теории дугового разряда состоял в том, чтобы из сложного комплекса происходящих в нем процессов выделить наиболее существенные и описать их порознь, а затем в сочетании друг с другом. В действительности внимание физиков оказалось сосредоточенным исключительно на механизме образования первичных электронов.

По первоначальному представлению Флеминга и Даффильда носителями тока в угольной дуге являлись отрицательно заряженные частицы угля, вырываемые из катода [28].

Последний автор, защищая эту гипотезу, ссылался на опыты по определению расхода катодного угля. На возможность значительной термоэлектронной эмиссии в угольной дуге впервые указали независимо друг от друга Томсон, Миткевич и Штарк [28]. Мысль о термоэлектронной природе тока в этом разряде им внушила чрезвычайно высокая температура катодного пятна на отрицательном угле, достигавшая, по данным Рейха, 3160 К. Как указал Комптон, при таких температурах плотность термоэлектронного тока jeT должна лежать в

Л

области значений от 10 до 100 А-см" .

Термоэлектронная теория нашла непосредственное количественное подтверждение в опытах по определению температуры и плотности тока в катодном пятне угольной дуги. С другой стороны, с позиций этой теории удалось описать количественно переход тлеющего разряда в дугу. В довершение всего термоэлектронная теория оказалась способной объяснить ряд таких известных свойств угольной дуги, как возбуждение ее путем разведения электродов, неподвижность катодного пятна при перемещении анода относительно катода и возможность возобновления разряда после сравнительно больших пауз [28].

На фоне отмеченных успехов термоэлектронной теории многим ее приверженцам казалось естественным распространить эту теорию на металлические дуги. Что касается тугоплавких металлов типа вольфрама, то переход к ним от угольного катода не был сопряжен с какими-либо осложнениями принципиального характера. Некоторые обстоятельства, однако, ставили под сомнение законность такой индукции по отношению к остальным металлам. Среди них особенно важную роль сыграли в свое время опыты Штольта с вращающимся медным катодом. Они показали с большой наглядностью различие свойств катодного пятна в угольной дуге и в металлических дугах. В то время как пятно на отрицательном угле остается привязанным к накаленному участку катода, на металлах оно может перемещаться с большой скоростью без видимых затруднений для поддержания разряда. При наблюдавшихся в опытах Штольта скоростях движения пятна порядка 300 см/с казалось немыслимым значительное нагревание металла даже на

микроучастках поверхности катода, занимаемых пятном. В настоящее время, когда определены более высокие значения плотности тока в металлических дугах, такого рода доводы потеряли свою убедительность. Гораздо более серьезное возражение универсальности термоэлектронной теории выдвинул Слепян [28], указав, что большинство металлов не могут быть нагреты до температур, достаточных для заметной эмиссии. Это особенно очевидно по отношению к таким металлам, как ртуть, кадмий и цинк, точка кипения которых при атмосферном давлении лежит в пределах от 630 до 1200 К.

Между дугами и другими формами разрядов имеется много общего. Часто тлеющий разряд является первой ступенью дугового разряда, и между обеими формами разрядов существуют тлеющие дуги, имеющие промежуточное по величине падение потенциала при пониженном давлении (до 80 мм рт. ст.). При этом параметры плазмы, непосредственно примыкающей к концу катода, соответствуют параметрам обычных дуг. В то же время больший по объему участок плазмы, примыкающий к аноду, подобен имеющемуся у тлеющего разряда. Такой разряд называют тлеющей дугой. Тлеющая дуга отличается от нормальной дуги соответственно более высоким напряжением зажигания [29].

В разрядах низкого давления с подогреваемым катодом, часто также называемых дугами, температура электронов, как правило, существенно выше, чем температура ионов или газа. Довольно интересной особой формой разряда с накаленным катодом при низком давлении является так называемая низковольтная дуга, напряжение у которой может снизиться до нескольких вольт и даже в особых случаях стать отрицательным.

1.2.3 Тлеющий разряд

Тлеющий разряд - один из наиболее изученных и широко применяемых на практике типов газового разряда. В течение многих десятилетий для его получения и исследования служил классический прибор - разрядная трубка [26].

Разновидностями тлеющего разряда являются простейший, плотный и нормальный.

- Простейший тлеющий разряд [27] обладает следующими свойствами:

1. Отсутствует объемный заряд во всем разрядном промежутке, и напряженность электрического поля одинакова в любой точке пространства между плоскими электродами.

2. Напряжение горения разряда не зависит от изменения плотности тока в

112 5 3 2

широком интервале от значений, меньших 10" а/см , до 10" ^10" а/см (в зависимости от рода газа и его давления). Ступенчатые процессы возбуждения и ионизации газа практически не имеют места при столь малых токах. Напряжение горения разряда равно напряжению его зажигания и зависит от рх/ (произведения давления газа р и межэлектродного расстояния /) в соответствии с кривой Пашена.

3. При любых плотностях тока разряд заполняет все сечение межэлектродного промежутка.

Название «простейший» разряд объясняется отсутствием объемных зарядов и ступенчатых процессов, которые обычно приводят к многообразию явлений в разряде. Свечение газа в простейшем разряде представляет собой первое катодное свечение.

- Плотный тлеющий разряд [27] характеризуется следующими свойствами:

1. Напряжение горения разряда возрастает с увеличением силы тока.

2. При постоянной силе тока напряжение горения уменьшается с ростом

рх1.

3. Разряд заполняет все сечение разрядного промежутка.

4. За пределами области катодного падения имеется плазма, резко ограниченная со стороны катода и представляющая собой отрицательное свечение.

В области катодного падения потенциала присутствует значительный объемный заряд, существенно искажающий электрическое поле в разрядном промежутке. Напряжение горения разряда ниже напряжения зажигания.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Новомейский Дмитрий Николаевич, 2025 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Канащенков А.И., Новиков С.В. Основные методологические принципы проектирования радиоэлектронных систем летательных аппаратов нового поколения // Надёжность и качество сложных систем. 2018. №3 (23). С. 7184.

2. Канащенков А.И., Гаврилов К.Ю., Новиков С.В. К вопросу формирования облика средств управления вооружением нового поколения // Вопросы обороной техники. Серия 16. 2018. №5-6. С. 118-122.

3. Канащенков А.И. Гаврилов К.Ю., Новиков С.В. К вопросу формирования облика авиационных радиолокационных систем управления оружием // Вопросы оборонной техники. Серия 16. 2018. № 7-8. С. 91-96.

4. Леньшин А.В., Зибров Г.В., Виноградов А.Д. Бортовые комплексы обороны воздушных судов: учебное пособие / под ред. А.В. Леньшина. - Воронеж: Научная книга. 2013. 309 с.

5. Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиоэлектронной борьбы: учебное пособие. Ч.1. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1998. 434 с

6. Маклашов В.А., Пиганов М.Н. Выбор конструктивной реализации бортовых СВЧ устройств // Радиотехнические и телекоммуникационные системы, 2021. №4. С. 57-66.

7. Молчанов А.С. Состояние и перспективы развития цифровых оптико-электронных систем // Радиоэлектронные технологии. 2020. №21. С. 69-73.

8. Фаворов Ю. Система обеспечения электромагнитной совместимости. Актуальность возрождения // Радиоэлектронные технологии. 2020. №1. С. 55-59.

9. Антонов А.А., Журавлева Л.М., Чыонг Д.Х., Алиев С.С., Александрин И.Г. Сеть атмосферной оптической связи на базе беспилотных летательных аппаратов // Проектирование и технология электронных средств. 2024. №2. С. 3-9.

10. Чкалов Р.В., Довыдов Н.Н., Хорьков К.С. Телекоммуникационная сеть управления процессами формирования топологии элементов гибридных микроэлектронных структур в интенсивных пучках лазерного получения // Проектирование и технология электронных средств. 2021. №3. С. 8-13.

11. Кузнецов А.С., Кузнецов С.Н., Ушкар М.Н. Параметрическое моделирование радиотехнических устройств на системном этапе проектирования // Электросвязь. 2017. №5. С. 29-33.

12. Кузнецов А.С., Ушкар М.Н. Методика формирования конструктивного базиса бортовых РЛС БПЛА // Успехи современной радиоэлектроники. 2023. №9. С. 51-62.

13. Кузнецов А.С., Кузнецов С.Н., Ушкар М.Н. Методика выбора оптимальной структуры РЭС // Электросвязь2016. №11. С. 56-60.

14. Кузнецов А.С., Кузнецов С.Н., Ушкар М.Н. Графоаналитический метод синтеза эффективных структур РТС // Электросвязь. 2018. №7. С. 29-33.

15. Аминеев Д.А., Барсуков М.И. Конструкция рамановского усилителя для высокоскоростных телекоммуникаций // Проектирование и технология электронных средств. 2024. №3. С. 21-27.

16. Юрков Н.К. Риск отказов сложных систем // Надёжность и качество сложных систем. 2014. №1. С. 18-24.

17. Клячкин В.Н., Карпунина И.Н. Статистические методы оценки стабильности функционирования технических систем // Надёжность и качество сложных систем. 2018. №2. С. 36-42.

18. Маклашов В.А., Пиганов М.Н. Методика унификации средств радиоэлектронной борьбы // Надёжность и качество сложных систем. 2019. №3. С. 26-32.

19. Маклашов В.А. Модульная технология VPX в технике РЭБ // Радиотехника. 2016. №3. С. 28-31.

20. Маклашов В.А., Мирзоев Р.М. Алгоритм вычисления пеленга на источник радиоизлучения // Надёжность и качество сложных систем. 2021. №1. С. 6675.

21. Тихомиров И.А., Власов В.А., Луценко Ю.Ю., Зорин А.А. Электродинамика высокочастотного факельного разряда // Известия Томского политехнического университета. 2003. Т.306, №1. С. 21-29.

22. Качанов А.В., Трехов Е.С., Фетисов Е.П. Электродинамическая модель высокочастотного факельного разряда // ЖТФ. 1970. №11. С. 340-345.

23. Качанов А.В., Трехов Е.С., Фетисов Е.П. Некоторые вопросы генерации плотных плазменных струй в проточном факельном разряде // Сб. Физика газоразрядной плазмы. 1968. №1. С. 52-59.

24. Власов В.А., Тихомиров И.А., Луценко Ю.Ю. Определение волнового числа электромагнитной волны, распространяющейся в плазме высокочастотного факельного разряда // Теплофизика и аэромеханика. 2006. Т.13, №1. С. 147151.

25. Новомейский Д.Н., Пиганов М.Н. Виды разрядов для обработки пленочных электронных структур // Труды XXIV Международного симпозиума «Надежность и качество». - Пенза. 2019. Т.2. С. 76-79.

26. Райзер Ю.П. Физика газового разряда: учебное руководство для вузов / Гл. ред. физ.-мат. лит. - Москва: Наука. 1992. 536 с.

27. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. - Москва: Наука. 1971. 545 с.

28. Кесаев И.Г. Катодные процессы электрической дуги. - Москва: Наука. 1968. 244 с.

29. Финкельнбург В. Меккер Г. Электрические дуги и термическая плазма / Пер. с нем. В.Б. Левина, О.А. Малкина, В.Н. Пелевина, Э.П. Хомякова; под ред. В.А. Фабриканта. - Москва: Издательство иностранной литературы. 1961. 371 с.

30. Энгель А. Ионизованные газы / пер. с англ. под редакцией М.С. Иоффе. -Москва: Государственное издательство физико-математической литературы. 1959. 333 с.

31. Капцов Н.А. Электрические явления в газах и вакууме. - Москва: ОГИЗ. 1947. 821 с.

32. Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Искровой разряд: учебное пособие для вузов. -Москва: МФТИ. 1997. 320 с.

33. Коваленко В.С. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов: учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. - Харьков: Вища школа. 1975. 236 с.

34. Колпаков В.А., Новомейский Д.Н., Новоженин М.Р. Определение температуры поверхности образца в области ее взаимодействия с потоком внеэлектродной плазмы с помощью преобразования Кирхгофа квадратичной функции // ЖТФ. 2013. Т.83, №11. С. 6-9.

35. Байсупов И.А. Электрохимическая обработка металлов: учебник для СПТУ. - Москва: Высшая школа. 1988. 184 с.

36. Антонов Ю.Н. Индуктивное моделирование лазерной подгонки пленочных резисторов. - Ульяновск: УлГТУ. 2009. 215 с.

37. Антонов Ю.Н. Применение нечетких моделей данных для регулирования технологического процесса изготовления плат гибридных интегральных схем // Известия вузов. ЭЛЕКТРОНИКА. 2007. №2. С. 29-34.

38. Антонов Ю.Н. Применение траекторного подхода к нормированию точности сопротивления пленочных резисторов гибридных ИС // Электроника: тезисы докладов II Всероссийской научно-технической дистанционной конференции (г. Зеленоград 17 ноября - 11 декабря 2003 года). - Москва: МИЭТ. 2003. С. 84-85.

39. Антонов Ю.Н. Принципы построения модели анализа качества элементов топологии в процессе лазерной подгонки // Микроэлектроника в машиностроении: тезисы докладов международной научно-технической конференции (г. Ульяновск 11-12 марта 1992 года). - Ульяновск: НПК УЦМ. 1992. С. 66-67.

40. Антонов Ю.Н., Вершинин К.И., Николаев В.М. Программное обеспечение автоматизированной установки лазерной подгонки резисторов // Приборы и системы управления. - Москва: Машиностроение. 1991. №8. С. 17.

41. Антонов Ю.Н. Разработка проекта нормирования точности сопротивления резисторов гибридных интегральных схем методом лазерной подгонки // Радиотехника и электроника. - Москва: РАН. 2006. Т. 51, №11. С. 1-5.

42. Коледов Л.А., Волков В.А., Докучаев Н.И. Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование: учебное пособие для вузов. - Москва: Высшая школа. 1984. 231 с.

43. Сергеев В.С., Воженин И.Н. Интегральные гибридные микросхемы. -Москва: Советское радио. 1973. 66 с.

44. Поляков В.И., Стародубцев Э.В. Проектирование гибридных тонкопленочных интегральных микросхем: учебное пособие для вузов. -Санкт-Петербург: НИУ ИТМО. 2013. 80 с.

45. Пиганов М.Н. Технологические основы обеспечения качества микросборок: учебное пособие. - Самара: СГАУ. 1999. 231 с.

46. Новомейский Д.Н. Анализ электродинамической модели факельного разряда // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: материалы Всероссийской научно-технической конференции (г. Самара 15 -17 мая 2018 года). - Самара: ООО «Офорт». 2018. С. 100-102.

47. Уолтер К. Антенны бегущей волны. - Москва: Связь. 1970. 372 с.

48. Тихомиров И.А., Тихомиров В.В., Левашов В.С. Факельный разряд как линия с распределенными параметрами // Изв. ТПИ. 1976. Т.276. С. 12-15.

49. Нейман М.С. О факельном разряде // Изв. электропромышленности слабого тока. 1935. №7. С. 7-9.

50. Власов В.А., Луценко Ю.Ю., Тихомиров И.А. Определение электрических характеристик высокочастотного факельного разряда // Теплофизика и аэромеханика. 2008. Т.15, №1. С. 131-137.

51. Новомейский Д.Н. Методика определения электрических характеристик высокочастотного факельного разряда // Физика и технические приложения волновых процессов ФиТПВП-2018: материалы XVI Международной научно-технической конференции (г. Миасс 10-14 сентября 2018 года). -Самара: ИНУЛ ПГУТИ, 2018. С. 124-125.

52. Качанов А.В., Трехов Е.С., Фетисов Е.П. Электродинамическое описание высокочастотного факельного разряда // Сб. Физика газоразрядной плазмы. - Москва: Атомиздат. 1968. №1. С. 39-47.

53. Тихомиров И.А., Тихомиров В.В., Федянин В.Я. Определение некоторых параметров высокочастотного факельного разряда // Известия Томского политехнического университета. 1972. Т.225. С. 186-188.

54. Тихомиров И.А., Тихомиров В.В., Федянин В.Я., Соловьев А.А., Пуговкин М.М., Кузьминых А.И., Синицын Н.М. Исследования экранированного ВЧ факельного разряда СВЧ и спектральным методами // Известия Томского политехнического университета. 1976. Т.276. С. 70-73.

55. Тихомиров И.А., Теплоухов В.Л., Верняев В.А. Некоторые электрофизические характеристики высокочастотного факельного разряда // Известия Томского политехнического университета. 1976. Т.276. С. 60-65.

56. Луценко Ю.Ю., Власов В.А., Зеленецкая Е.П. Влияние осевой неоднородности плазмы высокочастотного факельного разряда на его электродинамические характеристики // Теплофизика и аэромеханика. -Томск: Томский политехнический университет. 2013. Т.20, №1. С. 117-122.

57. Власов В.А., Луценко Ю.Ю., Тихомиров И.А. Определение электрических характеристик высокочастотного факельного разряда // Теплофизика и аэромеханика. - Томск: Томский политехнический университет. 2008. Т.15, №1. С. 131-137.

58. Луценко Ю.Ю., Власов В.А., Тихомиров И.А. О характере затухания электромагнитного поля в плазме высокочастотного факельного разряда // ЖТФ. 2006. Т.32, №1. С. 23-27.

59. Халдеев В.Н., Макаров М.Н. К вопросу о факельном компоненте энергии электрического разряда // Электрофизические и электрохимические методы обработки. 2014. №4(82). С. 13-22.

60. Костин А.В., Пиганов М.Н., Столбиков А.В. Математическое моделирование взаимодействия высокочастотного факельного разряда с элементами конструкции радиоаппаратуры // Вестник СГАУ. 2011. №7. С. 117-121.

61. Столбиков А.В., Пиганов М.Н., Костин А.В. Построение математической модели распределения температуры газа вдоль оси канала факельного разряда при взаимодействии с толстопленочными элементами микросборок // Вестник СГАУ. 2011. №7. С. 113-115.

62. Новомейский Д.Н., Пиганов М.Н. Анализ и математическая интерпретация физических процессов при факельном разряде // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2020. Т.23, №1. С. 67-72.

63. Новомейский Д.Н., Пиганов М.Н. Математическая модель взаимодействия факельного разряда с пленочными элементами // Сборник трудов VI международной конференции и молодежной школы «Информационные технологии и нанотехнологии» (ИТНТ-2020), (г. Самара 26-29 мая 2020 года). - Самара. 2020. С. 121-125.

64. Новомейский Д.Н., Пиганов М.Н. Моделирование процесса подгонки толстопленочных резисторов методом факельного разряда // Сборник трудов IV международной конференции и молодежной школы «Информационные технологии и нанотехнологии» (ИТНТ-2018), (г. Самара 24-27 апреля 2018 года). - Самара. 2018. С. 1698-1705.

65. D Novomeyskiy, M Piganov. Modeling the process of fitting thick-film resistors by the method of flare discharge, The IV International Conference on Information Technology and Nanotechnology/IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1096, 2018.

66. D Novomeyskiy, M Piganov. Mathematical model of the interaction of a torch discharge with film elements, The IV International Conference on Information

Technology and Nanotechnology/IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1096, 2020.

67. Новомейский Д.Н. Высокочастотный факельный разряд и его характеристики // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: материалы Всероссийской научно-технической конференции (г. Самара 14-16 мая 2019 года). - Самара: ООО «Офорт». 2019. С. 112-114.

68. Новомейский Д.Н., Пиганов М.Н. Плазмофизические процессы при горении линейного коронного факельного разряда // Физика и технические приложения волновых процессов ФиТПВП-2019: материалы XVII Международной научно-технической конференции (г. Казань, 18-22 ноября

2019 года) / под ред. Д.Е. Шаронова, А.А. Иванова. - Казань: КНИТУ-КАИ. 2019. С. 17-18.

69. Новомейский Д.Н. Факельный компонент энергии электрического разряда // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: материалы Всероссийской научно-технической конференции (г. Самара 21-23 апреля

2020 года). - Самара: ООО «Офорт». 2020. С. 113-114.

70. Новомейский Д.Н. Математическая модель факельного разряда // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: материалы Всероссийской научно-технической конференции (г. Самара 21-23 апреля 2020 года). - Самара: ООО «Офорт». 2020. С. 114-115.

71. A Talsky, O Stec, M Pazderka, Vit Kudrle. Kinetic study of atmospheric pressure nitrogen plasma afterglow using quantitative electron spin resonance spectroscopy, Journal of Spectroscopy, 2017.

72. Vit Kudrle, Petr Vasina, A Talsky, J Janca. Plasma diagnostics using electron paramagnetic resonance, Journal of Physics D: Applied Physics, 2010.

73. Marcel Mesko, Z Bonaventura, Petr Vasina, J Janca, A Talsky. An experimental study of high power microwave pulsed discharge in nitrogen, Plasma Sources and Technology, 2006.

74. M Moisan, J Barbeau, S Moreau, J Pelletier, M Tabrizian, Y L'H. Low-temperature sterilization using gas plasmas: a review of the experiments and an analysis of the inactivation mechanisms, International Journal of Pharmaceutics, 226 (1-2), 1-21, 2001.

75. M Moisan, J Barbeau, MC Crevier, J Pelletier, N Phillip, B Saoudi. Plasma sterilization. Methods and Mechanisms, Pure and applied chemistry, 74(3), 349358, 2002.

76. M Capitelli, CM Ferreira, BF Gordiets, AL Osipov. Plasma kinetics in atmospheric gases, Springer Science & Business Media, 2013.

77. M Capitelli, G Colonna, A D'Angola. Fundamental aspects of plasma chemical physics, Springer, 2012.

78. M Capitelli, A Casavola, G Colonna, A De Giacomo. Laser-induced plasma expansion: theoretical and experimental aspects, Spectrochimica Acta Part B: Atomic spectroscopy, 59(3), 271-289, 2004.

79. Rui Almeida, Pedro GC Almeida, G.V. Naidis, Mikhail S Benilov, Validation of the townsend criterion for ignition of volume gas discharges, Journal of Physics D: Applied Physics, 2023.

80. Mario Cunha, Mikael Armenovich Sargsyan, M. Kh. Gadzhiev, Mikhail S Benilov. Numerical and experimental in vestigation of thermal regimes of thermionic cathodes of arc plasma torches, Journal of Physics D: Applied Physics, 2023.

81. Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. -Москва: Едиториал УРСС. 2003. 784 с.

82. Казанский Н.Л., Колпаков А.И., Колпаков В.А., Паранин В.Д. Метод определения температуры поверхности в области ее взаимодействия с потоком низкотемпературной плазмы // ЖТФ. 2007. Т.77, №12. С. 21-25.

83. Алифанов О.М. Обратные задачи теплообмена. - Москва: Машиностроение. 1988. 280 с.

84. Казанский Н.Л., Колпаков В.А. Формирование оптического микрорельефа во внеэлектродной плазме высоковольтного газового разряда. - Москва: Радио и связь. 2009. 223 с.

85. Таблицы физических величин: справочник / под ред. акад. И.К. Кикоина. -Москва: Атомиздат. 1976. 1008 с.

86. Трехов Е.С., Тюрин Е.А., Фетисов Е.П. К теории высокочастотного факельного разряда в воздухе // Физика газоразрядной плазмы. - Москва: Атомиздат. 1969. №2. С. 148-155.

87. Новомейский Д.Н., Куликов А.В., Пиганов М.Н. Алгоритм процесса обработки пленочных структур факельным разрядом // Труды МАИ. 2019. №109. 16 с. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=111411

88. Новомейский Д.Н., Лофицкий И.В., Пиганов М.Н. Алгоритм моделирования факельного разряда при подгонке элементов // Проектирование и технология электронных средств. 2024. №3. С. 40-43.

89. Дембицкий Н.Л., Луценко А.В., Фам В.А. Оптимизация выбора оборудования для производства бортовых радиотехнических комплексов // Труды МАИ. 2015. № 81. С. 1-14.

90. Шерстнёв Д.В., Маклашов В.А., Тезейкин В.К. Малогабаритный модульный комплекс РТР и РЭП индивидуальной защиты летательных аппаратов // Радиоэлектронная борьба в Вооруженных силах Российской Федерации. 2017. № 1. С. 172-173.

91. Добыкин В.Д., Куприянов А.И., Пономарёв В.Г., Шустов Л.Н. Радиоэлектронная борьба. Силовое поражение радиоэлектронных систем. -Москва: Вузовская книга. 2007. 468 с.

92. Цветнов В.В., Демин В.П., Куприянов А.И. Радиоэлектронная борьба. Радиоразведка и радиопротиводействие. - Москва: Изд-во МАИ. 1998. Т.2. 248 с.

93. Куприянов А.И., Сахаров А.В. Теоретические основы радиоэлектронной борьбы. - Москва: Вузовская книга. 2007. С. 59-64.

94. Гуткин Л.С. Проектирование радиосистем и радиоустройств. - Москва: Радио и связь. 1986. С. 36-37.

95. Денисов В.П., Дубинин Д.В. Фазовые радиопеленгаторы. - Томск: Изд-во ТУСУР. 2002. 251 с.

96. Маклашов В.А., Пиганов М.Н. Математическая модель функционирования станции активных помех // Труды МАИ. 2020. №113. 18 с.

97. Маклашов В.А., Пиганов М.Н. Блок контроля и управления лазерной системой // Приборостроение в XXI веке: материалы XIII Международной научно-технической конференции «Интеграция науки, образования и производства» (г. Ижевск 22-24 ноября 2017 года). - Ижевск: Изд-во ИжГТУ. 2018. С. 83-88.

98. Юдин В.Н., Камнев Е.А. Принципы создания противонавигационного поля радиопомех // Труды МАИ. 2015. № 83. 15 с.

99. Иванов И., Чадов И. Содержание и роль радиоэлектронной борьбы в операциях XXI века // Зарубежное военное обозрение. 2011. №1. С. 14-20.

100. Сучков К.И. Об интерпретации результатов испытаний компонентов радиолокационных станций при оценке рисков ее создания // Труды МАИ. 2015. №81. 12 с.

101. Дембицкий Н.Л., Луценко А.В., Фам В.А. Экспертная система технологической подготовки процесса сборки и монтажа узлов бортовой радиоаппаратуры // Труды МАИ. 2015. № 83. 18 с.

102. Суранов А.Я. LabVIEW 8.20: Справочник по функциям. - Москва: ДМК Пресс. 2007. 536 с.

103. Новомейский Д.Н. Программа и алгоритм вычисления параметров факельной подгонки // Новые информационные технологии в научных исследованиях НИТ-2019: материалы XXIV Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов (г. Рязань 13-15 ноября 2019 года). - Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина. 2019. С. 117-118.

104. Исмагилова Е.В., Шопин Г.П., Новомейский Д.Н. Устройство для подгонки толстопленочных резисторов // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: материалы Всероссийской научно-технической конференции (г. Самара 25-28 апреля 2023 года). - Самара: ООО «АРТЕЛЬ». 2023. С. 88-91.

105. Чернобровкин Д.И., Мишанин Н.Д., Пиганов М.Н. Прибор для подгонки тонкопленочных элементов микросхем // Приборы и системы управления. 1978. №6. С. 45-46.

106. Трехов Е.С., Фоменко А.Ф. Влияние параметров безэлектродного плазмотрона на режим работы высокочастотного генератора // Физика газоразрядной плазмы. - Москва: Атомиздат. 1968. №1. С. 18-22.

107. Пиганов М.Н., Волков А.В. Подгонка сопротивления толстоплёночных резисторов методом факельного разряда // Техника средств связи. Сер. «Технология производства и оборудование». 1985. №2. С. 29-35.

108. Пиганов М.Н., Шопин Г.П., Столбиков А.В., Ерендеев Ю.П. Устройство для подгонки толстоплёночных резисторов // Вестник СГАУ. 2014. №2. С. 61-67.

109. Тюлевин С.В., Пиганов М.Н., Шопин Г.П., Столбиков А.В. Устройство для подгонки толстоплёночных резисторов методом факельного разряда // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т.16, №1(2). С. 557-560.

110. Новомейский Д.Н., Шопин Г.П., Пиганов М.Н. Устройство для подгонки пленочных элементов методом факельного разряда // Сборник статей XIII Международной научно-практической конференции «Инновационные научные исследования: теория, методология, практика». - Пенза: Наука и просвещение. 2018. С. 125-129.

111. Пат. 2371797 Российская Федерация МПК Н01С 17/22. Устройство для подгонки толстоплёночных резисторов // Пиганов М.Н., Шопин Г.П., Столбиков А.В.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П.

Королева». - №2008127155/09; заявл. 03.07.2008; опубл. 27.10.2009, Бюл. №30. 9 с.

112. Пат. 2633707 Российская Федерация МПК Н05Н 1/30. Устройство для генерации плазмы высокочастотного разряда // Мышкин В.Ф., Ушаков И.А. и др. - №2016113321; заявл. 07.04.16; опубл. 12.10.17, Бюл. № 29. 7 с.

113. Пат. 2528432 Российская Федерация МПК Н01С 17/00. Устройство для подгонки толстоплёночных резисторов // Пиганов М.Н., Шопин Г.П., Тюлевин С.В., Наседкин А.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)» (СГАУ). - №2013131710/07; заявл. 09.07.2013; опубл. 20.09.2014, Бюл. №26. 9 с.

114. Пат. 2371798 Российская Федерация МПК Н01С 17/22. Устройство для подгонки толстоплёночных резисторов // Пиганов М.Н., Шопин Г.П., Ерендеев Ю.П., Столбиков А.В.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева». - №2008128269/09; заявл. 10.07.08; опубл. 27.10.09, Бюл. №30. 9 с.

115. Пат. 2185674 Российская Федерация МПК Н01С 17/00. Способ подгонки величины сопротивления толстопленочных резисторов и устройство для его осуществления // Леухин В.Н., Сухов А.М.; заявитель и патентообладатель Марийский государственный технический университет. - №2000121344/09; заявл. 09.08.00; опубл. 20.07.02, Бюл. №20. 9 с.

116. Пат. 2620263 Российская Федерация МПК Н01С 17/00. Устройство для неразрушающей подгонки толстопленочных резисторов // Шабдаров Е.В., Леухин Е.В.; заявитель и патентообладатель Поволжский государственный технологический университет. - №2016116398; заявл. 26.04.16; опубл. 24.05.17, Бюл. №15. 9 с.

117. Авторское свидетельство СССР 1827687 МПК Н01С 17/22. Устройство для подгонки толстоплёночных резисторов // Пиганов М.Н., Шопин Г.П.,

Самсонов А.Ю.; заявитель и патентообладатель Самарский авиационный институт имени академика С.П. Королева. - №4955371/21; заявл. 25.06.1991; опубл. 15.07.1993, Бюл. №26. 6 с.

118. Пат. 2726849 Российская Федерация МПК Н01С 17/00. Устройство для подгонки толстоплёночных резисторов // Пиганов М.Н., Шопин Г.П., Новомейский Д.Н.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева». - №2019145190; заявл. 25.12.2019; опубл. 16.07.2020, Бюл. №20. 11 с.

119. Пиганов М.Н., Калаев М.П., Телегин А.М., Сухачев К.И. Технология микросборок: учебное пособие. - Самара: Издательство Самарского университета. 2020. 188 с.

120. Партала О.Н. Цифровые КМОП микросхемы: справочник / под редакцией С.Л. Корякина-Черняка. - Санкт-Петербург: Наука и техника. 2001. 400 с.

121. Шульгин О.А., Шульгина И.Б., Воробьев А.Б. Цифровые логические микросхемы: Электронный справочник. 1998.

122. Чижма С.Н. Электроника и микросхемотехника: учебное пособие. -Москва: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте. 2012. 359 с.

123. Шрайбер Г. 300 схем источников питания. - Москва: ДМК Пресс. 2000. 173 с.

124. LM4041 Precision micropower shunt voltage references. URL: https://www.diodes.com/assets/Datasheets/LM4041.pdf

125. Меркулов А.И., Дмитриев В.Д. Проектирование элементов гибридных интегральных микросхем и микросборок: Методическое указание к курсовому проектированию. - Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет. 1993. 44с.

126. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы ATMEL. - Москва: Издательский дом «Додэка-XXI». 2008. 560 с.

127. ATmega328/P datasheet complete. URL: https://static.chipdip.ru/lib/549/ DOCOO1549488.pdf

128. LM358ADR General Purpose Op Amps, LM Series. URL: https://static.chipdip.ru/lib/550/DOC001550793.pdf

129. ADS1255 Very Low Noise, 24-BitAnalog-to-Digital Converter. URL: https://static.chipdip.ru/lib/551/D0C001551017.pdf

130. MC74HC4538ADG Dual Precision Monostable Multivibrator (Retriggerable, Resettable). URL: http://www.farnell.com/datasheets/2032054.pdf

131. 74HC595 8-bit serial-in, serial or parallel-out shift register with output latches; 3-state. URL: http://www.farnell.com/datasheets/2038613.pdf

132. MCP4921-E/SN 12 Bit Digital-to-Analogue Converter. URL: https://static.chipdip.ru/lib/079/D0C001079128.pdf

133. CD4082BE CMOS and Gates.

URL: https://static.chipdip.ru/lib/869/DOC003869362.pdf

134. 74AC32SC Quad 2-input OR Gate.

URL: http://www.farnell.com/datasheets/2287666.pdf

135. Сергеев В.А., Резчиков С.Е. Оптимизация процедур измерения параметров низкочастотного шума со спектром вида 1/f // Автоматизация процессов управления. 2016. №4 (46). С. 101-107.

136. Сергеев В.А., Резчиков С.Е. Методическая погрешность измерений показателя степени частотной зависимости спектра низкочастотного шума // Измерительная техника. 2015. №10. С. 55-59.

137. Сергеев В.А., Резчиков С.Е. Адаптивные алгоритмы измерения параметров низкочастотного шума полупроводниковых приборов в условиях массового контроля // Измерительная техника. 2020. №11. С. 59-64.

138. Гречишников В.М. Метрологическое обеспечение разработки и испытания преобразователей информации: электрон. учеб. пособие. Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С.П. Королева (нац. исслед. ун-т). Самара. 2012. 126 с.

139. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. - Москва: Изд-во стандартов. 1984.

140. Новомейский Д.Н., Пиганов М.Н., Ескибаев Е.Т. Анализ методической погрешности электрофизической обработки пленочных резисторов при выборе измерительной части контрольного устройства // Надёжность и качество сложных систем. 2024. №4. С. 68-74.

141. Новомейский Д.Н., Пиганов М.Н. Оценка погрешностей обработки плёночных элементов факельным разрядом при выборе контрольно -измерительного тракта // Проектирование и технология электронных средств. 2023. №4. С. 22-26.

142. Нефёдов В.И. Метрология и радиоизмерения. - Москва: Высшая школа. 2006. 526 с.

143. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. - Москва: Наука. 1989. 432 с.

144. Гвоздев В.Д. Измерения однократные и многократные: критерий ничтожной погрешности // Законодательная и прикладная метрология. 2012. №2.

145. Юрков Н.К. Современное состояние исследований в области создания высоконадежной бортовой радиоэлектронной аппаратуры // Надежность и качество сложных систем. 2021. № 4 (36). С. 5-12.

146. Юрков Н.К. Модель оценивания риска отказа электронных средств длительного функционирования // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации. 2018. № 1 (18). С. 111-119.

147. Ямпурин Н.П., Свердлов Р.В. Управление качеством электронных средств: учебное пособие. - Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. 2015. 115 с.

148. Власов В.Е., Захаров В.П., Коробов А.И. Системы технологического обеспечения качества компонентов микроэлектронной аппаратуры. -Москва: Радио и связь. 1987. 160 с.

149. Пиганов М.Н. Индивидуальное прогнозирование показателей качества элементов и компонентов микросборок. - Москва: Новые технологии. 2002. 267 с.

150. Райс В. Как работают аналого-цифровые преобразователи и что можно узнать из спецификации на АЦП? // Компоненты и технологии. 2005. №3. С. 116-121.

151. Клоков И.И., Платонов А.В., Ямпурин Н.П. Комплексная система управления качеством SMD-монтажа печатного узла датчиков // Социально-экономические и технические проблемы оборонно-промышленного комплекса России: история, реальность, инновации. Сборник статей по материалам VIII Всероссийской научно-практической конференции. -Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. 2022. С. 269-274.

152. Качалов О.Б., Смирнов А.И., Ямпурин Н.П. Снижение погрешности при количественной и качественной аппроксимации // Авиация и космонавтика.

- Москва: МАИ. 2017. С. 417-418.

153. Качалов О.Б., Якунина С.А., Ямпурин Н.П. Методы снижения погрешности измерительных приборов // Приборостроение в XXI веке -2016. Интеграция науки, образования и производства. Сборник материалов XII Международной научно-технической конференции. - Ижевск: Изд-во Ижевского государственного технического университета им. М.Т. Калашникова. 2017. С. 74-78.

154. Новомейский Д.Н., Пиганов М.Н., Шопин Г.П., Денисюк А.А. Устройство для подгонки пленочных резисторов микросборок // Проектирование и технология электронных средств. 2021. №1. С. 28-35.

155. Новомейский Д.Н., Пиганов М.Н., Денисюк А.А. Методика комбинированной подгонки пленочных резисторов факельным разрядом // Проектирование и технология электронных средств. 2021. №1. С. 3-9.

156. ГОСТ 22025-76. Сплавы кремниевые резистивные. Технические условия.

- Москва: Государственный комитет СССР по стандартам. 1976. 39 с.

157. ТУ 6365-005-59839838-2003. Пасты резистивные. Технические условия. -Москва: НПП ДЕЛЬТА-ПАСТЫ. 2003. 11 с.

158. ТУ 11-78 аЯ0.027.002 ТУ Керамика вакуумплотная. Технические условия.

159. ТУ 6366-000-07593894-2013 Подложка. Технические условия. - Кинешма: ОАО «Поликор». 2014. 17 с.

160. Толкачева А.С., Павлова И.А. Технология керамики для материалов электронной промышленности: учебное пособие в 2ч. Ч.1. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та. 2019. 124 с.

161. Данилина Т.И. Технология тонкопленочных микросхем: учебное пособие. - Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования. 2006. 164 с.

162. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники: учебное пособие для студентов. - Москва: Высшая школа. 2005. 752 с.

163. Жаркой М.Ф. Основы конструирования и технологии производства изделий микроэлектронной аппаратуры. Часть 1 . - Санкт-Петербург. 2008. 70 с.

164. Березин А.С., Мочалкина О.Р. Технология и конструирование интегральных микросхем: учеб. пособие для вузов. - Москва: Радио и связь. 1983. 232 с.

165. Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника. Физические и технологические основы надежности: учебное пособие для приборостроит. спец. вузов. - Москва: Высшая школа. 1986. 464 с.

166. Пиганов М.Н., Буров Н.И., Лофицкий И.В. Автоматизированная установка для подгонки толстопленочных резисторов // Техника средств связи. Сер. «Технология производства и оборудование». 1989. №2. С. 50-53.

167. Гимпельсон В.Д., Радионов Ю.А. Тонкопленочные микросхемы для приборостроения и вычислительной техники. - Москва: Машиностроение. 1976. 329 с.

168. Зайцев Ю.В., Самсонов А.Т., Решетников Н.М. Резисторные и конденсаторные микросборки. - Москва: Радио и связь. 1991. 200 с.

169. Глудкин О.П., Гуров А.И., Коробков А.И. Управление качеством электронных средств: учебник. - Москва: Высшая школа. 1994. 414 с.

170. Сыноров В.Ф., Пивоварова Р.П., Петров Б.К., Долматова Т.В. Физические основы надежности интегральных схем. - Москва: Советское радио. 1976. 320 с.

171. Майссел Л. Технология тонких пленок: справочник / перев. с англ. под ред. М.И. Элинсона и др. В 2 т. Т.2. - Москва: Сов. Радио. 1977. 768 с.

172. Антоненко С.В. Технология тонких пленок: учебное пособие. - Москва: МИФИ. 2008. 104 с.

173. Воскобойников Ю.Е., Тимошенко Е.И. Математическая статистика (с примерами в EXCEL): учебное пособие. - Новосибирск: НГА-СУ. 2006. 152 с.

174. Браун Л. Прецизионные тонкопленочные резисторы из кермета для интегральных схем // ТИИЭР. 1966. Т.54, №.11. С. 22-29.

175. Смирнов В.И. Физико-химические основы технологии электронных средств: учебное пособие. - Ульяновск: УлГТУ. 2005. 112 с.

176. Берри Р., Холл П., Гаррис М. Тонкопленочная технология // пер. с англ. -Москва: Энергия. 1972. 336 с.

177. Климов А.К., Лопухин В.А., Шеханов Ю.Ф. Регулировка электронной аппаратуры в микроэлектронном исполнении. - Ленинград: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние. 1983. 96 с.

178. Пиганов М.Н., Дмитриев В.Д., Березков Б.Н. Разработка технологического процесса изготовления тонкопленочных плат гибридных интегральных схем и микросборок: методические указания. - Самара: СГАУ. 2011. 23 с.

179. Пиганов М.Н., Дмитриев В.Д. Технологические основы микросборок: учебное пособие. - Самара: СГАУ. 2010. 204 с.

180. Пиганов М.Н. Управление качеством электронных средств: учебное пособие. - Самара: СГАУ. 2018. 103 с.

181. Пиганов М.Н., Куликов А.В., Новомейский Д.Н. Прогнозные математические модели тонкоплёночных элементов микросборок // Труды МАИ. 2023. №131. 27 с. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=175920

182. Новомейский Д.Н., Пиганов М.Н. Анализ погрешностей тонкопленочных резисторов микросборок // Физика и технические приложения волновых процессов ФиТПВП-2020: материалы XVIII Международной научно-технической конференции (г. Самара 17-20 ноября 2020 года). - Самара: ИНУЛ ПГУТИ. 2020. С. 174-175.

183. Новомейский Д.Н. Базовая схема установки факельной подгонки // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: материалы Всероссийской научно-технической конференции (г. Самара 21-23 апреля 2021 года). - Самара: ООО «АРТЕЛЬ». 2021. С. 125-127.

184. Демидов А.А., Пиганов М.Н., Денисюк А.А., Новомейский Д.Н. Исследование влияния разрядов на работоспособность бортовой аппаратуры и приборов // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество» / под ред. Н.К. Юркова. - Пенза: Изд-во ПГУ. 2022. Т.2. С. 71-74.

185. Новомейский Д.Н., Пиганов М.Н., Лупцов А.А., Перевёртов В.П. Методика регулировки амплитудно-частотных характеристик фильтров // Надёжность и качество сложных систем. 2024. №1. С. 70-80.

186. Новомейский, Д.Н. Исследование и анализ параметров корректоров АЧХ // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: материалы Всероссийской научно-технической конференции (г. Самара 23-25 апреля 2024 года). - Самара: ООО «АРТЕЛЬ». 2024. С. 133-135.

187. Новомейский Д.Н., Пиганов М.Н., Лупцов А.А. Исследование сверхвысоких частот делителя мощности // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество» / под ред. Н.К. Юркова. - Пенза: Изд-во ПГУ. 2024. Т.2. С. 47-51.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВЧФР - высокочастотный факельный разряд

ЭХО - электрохимическая обработка

ИМС - интегральная микросхема

ГИМС - гибридная интегральная микросхема

БИМС - большая интегральная микросхема

МСБ - микросборка

РЭ - резистивный элемент

АСУТП - автоматизированная система управления технологическим процессом

ПКАСМ - программный комплекс автоматизированного структурно -

логического моделирования

ТПР - тонкопленочный резистор

ТКС - температурный коэффициент сопротивления

ИОН - источник опорного напряжения

КЗ - короткое замыкание

ФЧ - функция чувствительности

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика

ТУ - технологическая установка

Расчет показателей ошибок для проверки адекватности модели

Средняя абсолютная ошибка (MAE):

1

M^ = ^;sf=1^aKT-/Mj =0,021

N

Средняя относительная ошибка (МАРЕ):

МАРЕ = 1 • |гфакт-*мод| • 100% =6,751%

N ¿факт

Средняя процентная ошибка (МРЕ):

МРЕ = 1 • (гфакт-^мод) • 100% =±5,58%

N ¿факт

Среднеквадратичная ошибка (М$>Е):

Л 2

М5Е = 1^ЕГ=1(/факт-^мод) =0,000799

Проверка адекватности модели выполняется с использованием формальных статистических критериев. Наиболее часто адекватность модели обосновывается с помощью сравнения характеристик центральной тенденции (Критерий Стьюдента) и сравнения характеристик рассеяния (Критерий Фишера). Одно из важных условий корректного применения критериев Стьюдента и Фишера состоит в том, что анализируемые выборки должны происходить из нормально распределенных генеральных совокупностей.

Оценка нормальности выборки 1факт показала, что закон распределения, которому принадлежит данная выборка, значительно отличается от нормального закона.

Т.к. предположение о нормальности распределения исследуемых выборок не оправдалось, то для проверки адекватности модели необходимо воспользоваться непараметрическими аналогами критериев Стьюдента и Фишера.

Применение критерия Уилкоксона (Вилкоксона) для связных выборок

Сравнение зависимых выборок с помощью критерия Вилкоксона осуществляется сходно с тем, как это делается при помощи парного критерия Стьюдента.

Сформулируем нулевую гипотезу Н0 и альтернативную гипотезу Нх:

Н0: медиана разницы фактических и смоделированных значений в выборках равна нулю;

Нх: медиана разницы фактических и смоделированных значений в выборках не равна нулю.

Для проверки нулевой гипотезы рассчитали тестовую статистику Ж.

Если число ненулевых разностей больше 20, то статистика V/ приближается к стандартному нормальному распределению, т.е. необходимо рассчитать нормированную и центрированную статистику Вилкоксона:

_ N • (М + 1)

- Я---¿ 257- 232,5

Т = 4 - = , - = 0,503924.

/#•(# + 1) • (2# + 1) 72363,75 V 24

Т асимптотически имеет стандартное нормальное распределение. Нулевая гипотеза (против альтернативы Нх) отвергается, если Т > Ф1-а/2, где Ф1-а есть (1-а) - квантиль стандартного нормального распределения. При а=0,05 значение квантиля Ф=1,959964.

Т.к. 0,503924<1,959964, то отвергнуть нулевую гипотезу нет оснований.

Применение непараметрического критерия Сиджела-Тьюки

Данный критерий позволяет сравнить рассеяние показателей обеих выборок.

Сформулируем нулевую гипотезу Н0 и альтернативную гипотезу Н1:

Н0: показатели рассеяния выборок фактических и смоделированных значений равны между собой;

Нх: показатели рассеяния выборок фактических и смоделированных значений не равны между собой.

Рассчитали статистику критерия:

11

11

1 - 2^1(П1+ П2 + 1)-2 -2 • 14(14 + 16 + 1) - 2 260- 216,5

11 11 73472

^2п1п2(П1 + П2 + 1) • 14 • 16(14 + 16 + 1)

= 0,738243,

где п1 - объем первой выборки, п2 - объем второй выборки.

Сравнили полученное значение 7 с критическим значением квантиля нормального распределения Ф1-а/2. Если 7>Ф1-а/2, то принимается гипотеза о том, что дисперсии статистически различаются. При а=0,05 значение квантиля Ф=1,959964. Т.к. 0,738243<1,959964, то нулевую гипотезу о равенстве показателей рассеяния значений фактических и смоделированных зазоров отвергнуть нет основания.

Описание структурных схем устройств для подгонки пленочных резисторов

Устройство для подгонки [111] содержит первый источник опорного напряжения (1), устройство сравнения (2), измеритель сопротивления (3), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) (4), блок повторного включения разряда (5), регистр сдвига (6), мультивибратор (7), элементы И (8-1)...(8-п), второй источник опорного напряжения (9), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) (10), блок выбора наименьшего значения напряжения (11), генератор факельного разряда (12), коммутатор (13), рабочие электроды (14-1)...(14-п), подгоняемый резистор (15), подложкодержатель (16), компаратор (17), дополнительный электрод (18), третий источник опорного напряжения (19). Вершина излучающего конуса дополнительного и каждого из рабочих электродов расположена на фиксированном расстоянии от поверхности резистора (15), уменьшающемся с ростом порядкового номера рабочего электрода (14-1)...(14-п). Устройство обладает повышенной точностью подгонки и широкими функциональными возможностями. Структурная схема устройства приведена в п. 3.1 на рисунке 3.1.

Устройство для подгонки [113] содержит источник опорного напряжения (1), устройство сравнения (2), измеритель сопротивления (3), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) (4), мультивибратор (5), регистр сдвига (6), первую группу элементов И (7-1.7-п), блока хранения данных (8), вторую группу элементов И (9-1.9-п), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) (10), генератор факельного разряда (11), рабочий электрод (12), подгоняемый резистор (13), подложкодержатель (14), элемент ИЛИ (15). Устройство обладает повышенной точностью и стабильностью процесса факельной подгонки толстопленочных резисторов с помощью разрядов различной мощности. Структурная схема устройства приведена в п. 3.1 на рисунке 3.2.

Устройство для подгонки [114] содержит первый источник опорного напряжения (1), устройство сравнения (2), измеритель сопротивления (3), дифференцирующее устройство (4), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) (5), блок выделения абсолютного значения напряжения (6), компаратор (7), второй источник опорного напряжения (8), регистр сдвига (9), ждущий одновибратор (10), элементы И (П-1)...(11-п), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) (12), генератор факельного разряда (13), коммутатор (14), рабочие электроды (15-1)...(15-п), подгоняемый резистор (16), подложкодержатель (17). Вершина излучающего конуса каждого из рабочих электродов расположена на фиксированном расстоянии от поверхности резистора (16), уменьшающемся с ростом порядкового номера рабочего электрода (15-1)...(15-п). Устройство обладает повышенной точностью и производительностью подгонки, что проявляется в наибольшей степени в области малых приращений сопротивления. Структурная схема устройства приведена в п. 3.1 на рисунке 3.3.

Устройство для подгонки позволяет осуществить способ подгонки величины сопротивления толстопленочных резисторов [115], основанный на воздействии электроискрового разряда на резистивную пленку, в котором после подгонки меняют расстояние между разрядным электродом и поверхностью резистора. В частности при подгонке в сторону увеличения номинала с разрушением резистивного слоя величину расстояния электрод-резистор устанавливают в пределах 0,25-0,5 мм, а при подгонке в сторону уменьшения номинала без разрушения резистивного слоя - от 2 до 2,5 мм. Устройство содержит последовательно соединенные магазин 1 эталонных сопротивлений, блок 2 сравнения, блок 3 управления и выбора направления-подгонки, контактные зонды 4, 5, разрядный электрод 6 и блок 7 питания разрядного электрода 6, состоящий из первого генератора 8 (генератора низкой частоты), соединенного с первым логическим элементом 2И 9, второго генератора 10 (генератора высокой частоты), соединенного со вторым логическим элементом 2И 11, высоковольтного преобразователя 12, входы которого соединены с выходами логических элементов 2И 9 и 11, а выходы подсоединены к контактному зонду 5,

связанному с общей шиной, и разрядному электроду 6, установленному в держателе 13, блок 14 управления приводом 15 перемещения разрядного электрода 6, входы которого подсоединены к выходам блока 3 управления и выбора направления подгонки, привод 15 перемещения разрядного электрода 6, вход которого соединен с выходом блока 14 управления приводом, координатный столик С, расположенный под держателем 13.

Данное устройство обладает улучшенными показателями скорости подгонки и стабильности сопротивления резисторов после подгонки более чем в два раза по сравнению со способом, когда разрядный электрод неподвижен. Структурная схема устройства приведена в п. 3.1 на рисунке 3.4.

Устройство для подгонки используется при корректировке сопротивления резистора до необходимого номинала или получения нестандартного значения сопротивления без разрушения резистивного слоя, а также при корректировке функциональной характеристики резистивной пленки [116].

Устройство содержит блок управления 1 на основе микроконтроллера, который осуществляет функции управления исполнительными механизмами, обработки и передачи данных. В установке предусмотрена система перемещения с шаговыми двигателями 2 по двум осям X и У, для прямоугольных резистивных слоев, и по окружности, для подковообразных резистивных слоев, представляющая собой двухкоординатный стол, который позволяет смещать закрепленный на столе резистор относительно зонда З и электрода Э. Система перемещения с шаговыми двигателями 2 приводится в движение с помощью драйвера шаговых двигателей 3.

Система сканирования резистора включает зонд З, посредством которого измеряется потенциал на поверхности резистора Я, и аналого-цифровой преобразователь 4, преобразующий данные в цифровой вид для дальнейшей обработки в компьютере 5. Система поднятия - опускания зонда 6 состоит из двух магнитов М1 и М2, притягивающихся друг к другу, и втягивающего электромагнита ЭМ, как видно из фиг. 3. Для подачи опорного напряжения на

резистор Я в режиме сканирования резистивной пленки используется источник опорного напряжения 7.

Система подгонки содержит в себе электрод Э, образующий электроискровой разряд на резистивную подложку и блок формирования разрядных импульсов 8 амплитудой от 5 до 10 кВ. Зазор между резистивной подложкой и электродом Э регулируется с помощью системы регулировки 9, на основе шагового двигателя ШД, представленной на фиг. 4. Для измерения сопротивления резистора в режиме подгонки служит блок измерения 10. Поэтому для предотвращения одновременного подключения источника опорного напряжения 7 и блока измерения 9 к подложке с резистором применен переключатель 11. Также система содержит блок памяти 12. Все настройки и функции управления выполняет компьютер 5, подключаемый к блоку управления 1 через блок сопряжения 13.

Устройство обладает повышенной эффективностью подгонки сопротивления переменных и постоянных толстопленочных резисторов за счет программного управления процессами подгонки. Структурная схема устройства приведена в п. 3.1 на рисунке 3.5.

Поверочный расчёт источника опорного напряжения

В устройстве применяется два источника опорного напряжения, которые обеспечивают выходное напряжение в пределах от 1,225 до 5 вольт, в качестве регулирующего элемента применяется высококачественный многооборотный переменный резистор.

Стабилизация напряжения осуществляется с помощью гибридной интегральной микросхемы (ГИМС), она представляет собой аналог микросхемы отечественной серии «ЕН», но обладает более высокими стабилизационными характеристиками. Предложено использовать микросхему ЬМ4041.

На рисунке Б.1 показана внутренняя упрощенная схема микросхемы ЬМ4041, рассмотрим подробнее её состав, работу и произведём поверочный расчёт основных параметров схемы.

Элементы 1ь УТЭ, УТ4, Я6 образуют дифференциальный усилительный каскад, к первому входу которого (база транзистора УТ3) подключен внутренний источник опорного напряжения, выполненный на источнике тока 12 и стабилитроне У01. Ко второму входу через масштабирующий делитель напряжения Я2/Я1 подключен выход источника, так реализуется обратная связь. Составной транзистор УТ1 является силовым регулирующим элементом. На элементах УТ2, У02, Я3, Я4, Я5 собрана схема ограничения выходного тока.

Схема работает следующим образом. Напряжение с внутреннего ИОН подается на базу транзистора УТ3, таким образом напряжение на резисторе Я6 будет меньше напряжения внутреннего ИОН на 0,55. 0,65В [125]. Например, при напряжении внутреннего ИОН, равного 3В, напряжение на резисторе Я6 равно:

икв = иион -иБ = 3-0,6 = 2,4Я (1)

Вход (\/\

\

УТ3

УТ4

УТ1

УТ2

Я2

Я4

Я3

Я1

-•—•

Выход

Рег. -•

Рисунок Б.1 - Упрощенная схема ГИС интегрального ИОН За счёт отрицательной обратной связи, образуемой делителем напряжения Я1=1кОм и Я2=470 Ом, выходное напряжение стабилизатора становиться равным:

ивых иоп

\ *2Л 1 + —

■ 3 •

1+

0,47 1

4,41В.

(2)

Защита микросхемы по току работает следующим образом: если падение напряжения на Я3=27 Ом превысит величину, равную приблизительно 0,6В, транзисторе УТ2 откроется и предотвратит дальнейшие увеличение базового тока транзистора УТ1, поэтому величина выходного тока стабилизатора ограничена этим уровнем:

0,6В 0,6

I

вых макс

Я 27

= 22мА.

(3)

При этом максимальная мощность, рассеиваемая на выходном регулирующем транзисторе УТ1, будет равна:

Рт = 1 вых_макс-(Тех -Увых) = 22(12-5) = 154мВт (4) В случае короткого замыкания эта мощность может значительно превысить предельную мощность для регулирующего транзистора, т.к. при этом выходное напряжение упадёт от номинальной величины до нуля. Для снижения мощности, рассеиваемой транзистором в режиме КЗ, необходимо одновременно уменьшать выходное напряжение, а также уровень ограничения тока. При таком способе ограничения тока выходная характеристика имеет неустойчивый участок (Ъ -характеристика). Она изображена на рисунке Б.2.

Рисунок Б.2 - Выходная Ъ - характеристика С увеличением напряжения на регулирующем транзисторе (например, из-за нестабильности входного напряжения) происходит быстрый рост мощности, рассеиваемой на его коллекторном переходе. Это обусловлено тем, что

соответственно возрастает разность напряжений (увх - увых ).

Защита выходного транзистора от перегрева в этом случае достигается тем, что уровень ограничения тока 1ВЫХ_МАКС делают зависимым от разности

напряжений (/вх - Увых ).

Проведём поверочный расчёт схемы, приведенной на рисунке Б.1. Резистор ограничивает ток и определяет рабочую точку, согласно рекомендации

производителя, ток через микросхему (1с) не должен превышать 22мА, сопротивление резистора определяется по формуле:

Я1 =(и&Х и°п}, (5)

(1с + 1н) (5)

где иВХ - входное напряжение питания ИОН; иОП - выходное напряжение; 1С - ток проходящий через микросхему; 1Н - ток нагрузки ИОН.

Рассчитаем сопротивление резистора Ю при выходном напряжении равном 1,2В. 1н принимаем равным 5мА:

ш = (иж - и°п) =—^— = 400°^ (6)

(1с + 1н) 0,022 + 0,005 v }

Принимаем Ю = 430 Ом.

На резисторах Я2, Я3 собран делитель напряжения, которые задаёт выходное напряжение. Рассчитаем величину выходного напряжения при двух крайних положениях движка резистора Я3 = 0 или 1кОм, Я2 принимаем равным 1 кОм.

иВЫХ = ия 2

1 + —

V К2 J

тт _ ивЫХ г>

и т =-Л •

Л + Л 3

Резистор в крайне левом положении, сопротивление Я3= 0 Ом:

А? 1 + 0

(7)

(8)

иЛ2 ~1 = 1,2В , (9)

ивых = 1,2(1 + 0) = 1,2 В. (10)

Резистор в крайне правом положении, сопротивление Я3= 1 кОм

_5 1+1

и л 2 = —т 1 = 2,5В, (11)

ивьхх = 2,5(1 +1) = 5 В. (12)

Рассчитаем величину пульсации выходного напряжения ИОН при изменении входного напряжения питания 12В на ±1В:

ДиВьХ = =13-11 = 0,00013В. (13)

ВЫ Кст 15000 (13)

Определим выходное сопротивление, оно характеризует нестабильность выходного напряжения стабилизатора при изменении тока нагрузки равной 1мА:

= Д^ = 0-00013 = 13Ом (14)

Ын 0,0051- 0,005 (14)

Температурный коэффициент напряжения характеризует нестабильность выходного напряжения источника опорного напряжения при изменении температуры окружающей среды. Лабораторный стенд будет использоваться в помещении лаборатории, колебания температуры окружающей среды незначительные, принимаем ТМИН = 15 °С, а ТМАКС = 30 °С:

ТКН = ^ = 000013 = 8,6 -ю-7 (15)

дт 30 -15 ( )

Особенности микроконтроллера Atmega328

Рисунок Г.1 - микроконтроллер семейства AVR ATmega328P корпус

ТОГР32

Особенности [127]:

Высокая производительность, низкое энергопотребление Улучшенная RISC-Архитектура

1. 131 мощная команда — большинство которых выполняется за один такт ЦПУ;

2. 32 x 8 регистра общего назначения;

3. Полностью статическая операция;

4. Производительность до 20 миллионов команд в секунду на 20 МГц ЦПУ;

5. Внутрикристальный 2-цикловый множитель. Энергонезависимая память данных и программ

1. 4/8/16/32 кБ внутрисистемной энергонезависимой ФЛЭШ-памяти программ;

2. 256/512/512/1 кБ EEPROM ПЗУ;

3. Количество циклов запись/стирание: 10,000 Flash/100,000 EEPROM;

4. Хранение данных: 20 лет при температуре 85 °C/100 лет при температуре 25 °C;

5. Дополнительный загрузочный раздел независимыми блокировочными битами.

В системе программирования внутренних загрузочных программ Истинность Read-While-Write операции

1. Программная блокировка для обеспечения безопасности;

2. Поддержка библиотеки Atmel® QTouch®;

3. Емкостные сенсорные кнопки, слайдеры и колеса прокрутки;

4. Технологии QTouch и QMatrix®;

5. До 64 сенсорных канала. Периферийные характеристики

1. Два 8-битных таймера/счетчика с отдельным предделителем частоты и режимом сравнения;

2. Один 16-битный таймер/счетчик с отдельным предделителем частоты, режимом сравнения и режимом захвата;

3. Счетчик реального времени с отдельным генератором;

4. Шесть ШИМ-каналов;

5. 8-канальный 10—разрядный АЦП в корпусах TQFP и QFN/MLF;

6. 6-канальный 10—разрядный АЦП в корпусе PDIP;

7. Программируемый последовательный интерфейс USART;

8. Последовательный интерфейс SPI Master/Slave;

9. Байтно-ориентированный последовательный интерфейс (совместим с I2C Philips);

10. Программируемый сторожевой таймер со встроенным генератором;

11. Встроенный аналоговый компаратор;

12. Прерывание и пробуждение по изменению на выводах. Дополнительные характеристики микроконтроллера

1. Схема сброса при подаче питания и программируемое обнаружение провалов по напряжению;

2. Внутренний калиброванный генератор;

3. Шесть режимов сна: холостой ход, снижение шумов АЦП, экономии энергии, выключение питания, режим ожидания и расширенный режим ожидания;

Ввод/вывод и типы корпусов

1. 23 программируемые линии ввода/вывода;

2. Корпус PDIP 28 выводов, корпус TQFP 32 вывода, корпус QFN/MLF с 28 и 32 выводами.

Рабочее напряжение

- от 1.8 до 5.5 В. Температурный диапазон

- от -40°C до 85°C Производительность

- 0 — 4 МГц при 1.8 — 5.5 В, 0 — 10 МГц при 2.7 — 5.5 В, 0 — 20 МГц при 4.5 — 5.5 В.

Потребляемый ток при 1 МГц, 1.8 В, 25 °C

1. Активный режим: 0.2 мА;

2. Режим отключения: 0.1 мкА;

3. Режим энергосбережения: 0.75 мкА (Включая 32 кГц RTC).