Новые транзисторы обеспечат независимость космической программе РФ

Специалисты ОАО «Ангстрем» по заказу ОАО «Российские космические системы» (Роскосмос) разработали два типа транзисторов, стойких к факторам космического пространства.

Фото с сайта angstrem.ru

Подобные изделия, стойкие к тяжелым заряженным частицам (ТЗЧ), выпускает всего одна компания в мире, однако их поставки в Россию в последнее время значительно ограничены.

Сложная ситуация в отечественной промышленности в 90-х годах привела к тому, что для создания космических аппаратов использовалось большое количество зарубежной электронной компонентной базы (ЭКБ), зачастую коммерческого уровня. После ряда инцидентов, российскими властями было принято решение запретить отправлять в космос изделия, ЭКБ которых не является стойкой к воздействию ТЗЧ.

В 2012 году «Роскомос» поручил ОАО «Ангстрем» разработать первые в России серии транзисторов, которые позволяют создавать аппаратуру для работы в околоземном пространстве, а также в сложных условиях на земле.

В 2014 году появилось первое поколение российских транзисторов серии 2ПЕ203, 2ПЕ204 с напряжением от 30 до 100В стойких к воздействию ТЗЧ (тяжелых заряженных частиц) с энергией не менее 60 МэВ·см2/мг.

В 2016 году были проведены испытания опытных образцов уже 2-го поколения транзисторов стойких к воздействию ТЗЧ:
- 2ПЕ206А9 с сопротивлением не более 50 мОм и максимальным напряжением 140 В при воздействии ТЗЧ (тяжелых заряженных частиц) с энергией не менее 60 МэВ·см2/мг,
- 2ПЕ207А9 с сопротивлением не более 200 мОм и максимальным напряжением 200 В при воздействии ТЗЧ (тяжелых заряженных частиц) с энергией не менее 60 МэВ·см2/мг.

Транзисторы, кроме стойкости к ТЗЧ, имеют малый заряд затвора и низкое сопротивление сток-исток в открытом состоянии, что позволит увеличить КПД (коэффициент полезного действия) бортовых источников питания. Разработка позволит повысить качество обработки информации, передаваемой с различных спутников на землю. Завершение ОКР и включение транзисторов в перечень ЭКБ запланировано на ноябрь 2016г.

Татьяна Крицкая, руководитель направления разработки силовой электроники ОАО «Ангстрем»: «Эти транзисторы должны заменить иностранные аналоги. Таким образом мы получим независимость отечественной космической программы от зарубежных производителей. А в скором времени мы должны закончить разработку еще более совершенных изделий, стойких к ТЗЧ транзисторов 3-го и 4-го поколений, которые будут превосходить импортные и потеснят их на международном рынке».

Основными источниками радиации на околоземной орбите являются Солнце и звезды. Первое обеспечивает постоянный поток протонов и электронов, а звезды дополняют излучение ядрами тяжелых элементов. На Земле радиацию ограничивает магнитное поле планеты, собирающее пролетающие частицы в радиационные пояса (пояса Ван Аллена). Именно эти пояса являются самой серьезной проблемой для космических аппаратов, а потому время нахождения в них стараются минимизировать.

Использование в космической аппаратуре стандартных транзисторов и микросхем ограничено эффектом защелкивания, и в отдельных случаях возможно только на низких орбитах. На более высоких орбитах и в дальнем космосе нужны специальные радиационно-стойкие изделия, так как космические аппараты лишены защиты магнитного поля Земли.