Процесс проектирования бортовой космической радиоаппаратуры обязательно включает этап схемотехнического моделирования электронной части аппаратуры. При этом возникает проблема разработки математических моделей электронной компонентной базы специального применения, адекватно описывающих поведение прототипов в широком температурном диапазоне. В работе представлена методология синтеза математической модели твердотельного МОП-реле 249КП4АТ отечественного производства для последующего SPICE-моделирования. Для достижения поставленной цели решалось несколько задач: получение экспериментальных зависимостей параметров; разработка обобщенной математической модели МОП-реле; экстракция измеренных экспериментальных параметров и их преобразование в параметры SPICE-модели; тестовое испытание разработанной SPICE-модели. Для исследования отобрана партия из пяти однотипных твердотельных МОП-реле. Показано, что образцы твердотельных МОП-реле одной партии поставки отличаются технологическим разбросом параметров. Предложена оригинальная методология синтеза твердотельных МОП-реле, основанная на измерении электрических параметров образцов при разных температурах. Результаты измерения в конечном итоге преобразуются во множество, состоящее из 16 параметров в каждом канале. При этом синтез аналогичных твердотельных МОП-реле из семейства 249КП4 заключается в нахождении числовых значений этого множества. Апробация разработанной методологии осуществлена в процессе тестирования SPICE-модели в среде Cadence OrCAD. В ходе тестового моделирования установлено, что относительная погрешность в расчете характерных точек имитационным способом составляет не более 7 % по сравнению с измерениями в физическом эксперименте.
1. SPICE Circuit Simulator & Analog Circuit Design // OrCAD Cadence Solutions: сайт. – URL: https://www.orcad.com/products/orcad-pspice-designer/overview (дата обращения: 25.11.2018).
2. Mixed Simulation // PCB Design Software: Innovation For PCB Design: Altium: сайт. – URL: https://www.altium.com/products/extensions/platform-extensions/mixed-simulation (дата обращения: 25.11.2018).
3. Micro-Cap 12 // Spectrum Software – Micro-Cap 12. Analog simulation, mixed mode simulation, and digital simulation: сайт. – URL: http://www.spectrum-soft.com/demo.shtm (дата обращения: 25.11.2018).
4. Хан Джамшед Н. Применение герметичных оптронов в военной и космиче-ской электронике // Компоненты и технологии. – 2010. – № 6 (107). – С. 8286.
5. Волошин С. Твердотельные реле для коммутации цепей постоянного тока // Компоненты и технологии. – 2005. – №7 (51). – С. 138–140.
6. Шитиков А. Мощные полупроводниковые приборы компании International Rectifier // Электроника: наука, технология, бизнес. – 1997. – №3–4 (9–10). – С. 43–45.
7. Эдгардт А. Твердотельные реле компании International Rectifier // Компонен-ты и технологии. – 2002. – №5 (22). – С. 34–37.
8. Исламгазина Л. Силовые полупроводниковые приборы ЗАО «Протон-Импульс» // Компоненты и технологии. – 2004. – №8 (43). – С. 74–76.
9. Абрамова Н. Основные параметры и особенности применения твердотельных реле ЗАО «Протон-Импульс» // Компоненты и технологии. – 2005. – № 6 (50). – С. 154–162.
10. Влияние электрического режима на уровень радиационной стойкости опто-электронного коммутатора 249КП5Р / С.А. Авдюшкин, И.А. Максимов, В.В. Иванов и др. // Вопросы атомной науки и техники. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. – 2014. – №3. – С. 19–21.
11. Исламгазина Л. Применение различных материалов, обеспечивающих оп-тимальные тепловые режимы силовых полупроводниковых приборов, в том числе модулей и твердотельных реле // Силовая электроника. – 2005. – №5. – С. 96–99.
12. Озеркин Д.В., Русановский С.А. Методология моделирования температур-ной стабильности резисторных блоков Б19К в SPICE-подобных симуляторах // Докл. Томского государственного университета систем управления и радиоэлек-троники. – 2017. – Т. 13. – № 4. – С. 9097.
13. Микросхемы интегральные. Микросхемы серии К224 .. КР514: справочник / Сост. Н.П. Розен. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Электронстандарт, 1993. – 232 с.
14. Оптроны и твердотельные реле // Продукция АО «Протон»: сайт. – URL: http://www.proton-orel.ru/catalog/optrony-i-tverdotelnye-rele/ (дата обращения: 25.11.2018).
15. TP04310A. Mobile Temperature System for Testing Components, Hybrids, Parts, Modules, Subassemblies and Printed Circuit Boards at Precise Temperature // Advanced Test Equipment Rentals: сайт. – URL: https://www.atecorp.com/ATECorp/media/pdfs/data-sheets/Temptronic-TP04310A_Datasheet.pdf (дата обращения: 26.11.2018).
16. Тестер полупроводников Formula TT3 // Тестеры Formula. Автоматизиро-ванные средства измерений электронных компонентов: сайт. – URL: http://form.ru/products/semiconductor/FTT/ (дата обращения: 26.11.2018).
17. Бачманов В.А., Заболотнов И.В., Лапин А.В. Применение табличных мо-делей туннельных эффектов для ускорения SPICE-моделирования нанометровых МОП-транзисторов // Изв. вузов. Электроника. – 2015. – Т. 20. – №6. – С. 616624.