Metodologia de testes para qualificação de sistemas eletrônicos expostos à radiação ionizante

• Autor(a) principal: Leite, F. G. H.
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
• Texto Completo: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/312
• topic: Microcontroladores; Radiação ionizante; Efeito do evento único

A eletrônica passou por diversos avanços nas últimas décadas, proporcionando um aumento na utilização de dispositivos eletrônicos em ambientes radiativos. Exemplos de dispositivos em tais ambientes podem ser encontrados em sistemas que operam no espaço, em laboratórios de física de alta energia e na aviônica. Dispositivos eletrônicos expostos à radiação ionizante podem sofrer danos, os quais são classificados como acumulativos ou de evento único. Os efeitos do dano acumulativo no dispositivo eletrônico altera os seus parâmetros elétricos enquanto os danos de evento único geram transientes em regiões sensíveis dos dispositivos devido a carga gerada pela radiação ionizante, porém, ambos os efeitos gerados por radiação ionizante podem danificar permanentemente a funcionalidade de um dispositivo. Neste trabalho é proposto uma metodologia de testes para qualificação de microcontroladores expostos à ambientes radiativos. A metodologia foi desenvolvida com base em diversos testes experimentais, nos quais foram utilizados dois dispositivos diferentes para validação dos métodos cujos part numbers são KE02Z64VQH4, fabricado pela NXP Semiconductors, e RM42L432, fabricado pela Texas Instruments. Os dispositivos foram submetidos a testes de radiação com fontes de raios-X, prótons, partículas alfa e íons pesados. Os dois dispositivos tiveram seu desempenho degradado e apresentaram falhas quando irradiados com raios-X até uma dose de cerca de 20 krad(Si). Os testes também sugerem que as memórias flash são mais robustas em comparação com as memórias Memória Estática de Acesso Aleatório (SRAM) em relação a Single Event Upset (SEU). SEUs foram observados apenas na memória SRAM e puderam ser monitorados durante a execução de um firmware de teste, desenvolvido para esse trabalho, possibilitando a verificação da sensibilidade da memória. Também foi verificado a possibilidade de realização de testes de evento único utilizando uma fonte de partículas alfa o que torna esse tipo de teste muito mais simples, barato e rápido, uma vez que não necessita de um acelerador de partículas para sua realização.