Diseño de circuito de procesamiento de señales de alta velocidad resistente a la radiación para detectar rayos gamma inmediatos por explosión nuclear
Autores: Lee, Minwoong; Lee, Namho; Gwon, Huijeong; Kim, Jongyeol; Hwang, Younggwan; Cho, Seongik
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diseño de circuito de procesamiento de señales de alta velocidad resistente a la radiación para detectar rayos gamma inmediatos por explosión nuclear
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Equipos electrónicos
Plantas de energía nuclear
Efectos transitorios
Radiación pulsada
Lógica CMOS
Tolerancia a la radiación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
El equipo electrónico en plantas nucleares y en la guerra nuclear se daña por efectos transitorios que causan radiación pulsada de alta energía. Existe la preocupación de que este tipo de daño pueda incluso provocar enormes pérdidas económicas y víctimas humanas al paralizar los sistemas de control. Para resolver este problema, este estudio propone un circuito de detección de conmutación basado en lógica de óxido metálico complementario (CMOS) que puede detectar radiaciones pulsadas a una velocidad rápida. Este circuito mejoró la velocidad de respuesta y el consumo de energía al utilizar la operación de conmutación de lógica digital en comparación con los circuitos convencionales. Además, se logró una tolerancia a la radiación a dosis ionizantes totales (TID) incluso en un entorno de radiación acumulativa debido al uso del diseño utilizando un transistor de efecto de campo de óxido metálico semiconductor p (p-MOSFET). El circuito de detección propuesto fue fabricado mediante un proceso de volumen CMOS de 0.18 um para integración. La operación normal en el rango de detección de 2.0 x 10 rad(si)/s fue verificada mediante evaluaciones de pruebas de radiación pulsada, y las propiedades de tolerancia a una radiación de 2 Mrad fueron verificadas en base a evaluaciones de pruebas de radiación acumulativa.
Descripción
El equipo electrónico en plantas nucleares y en la guerra nuclear se daña por efectos transitorios que causan radiación pulsada de alta energía. Existe la preocupación de que este tipo de daño pueda incluso provocar enormes pérdidas económicas y víctimas humanas al paralizar los sistemas de control. Para resolver este problema, este estudio propone un circuito de detección de conmutación basado en lógica de óxido metálico complementario (CMOS) que puede detectar radiaciones pulsadas a una velocidad rápida. Este circuito mejoró la velocidad de respuesta y el consumo de energía al utilizar la operación de conmutación de lógica digital en comparación con los circuitos convencionales. Además, se logró una tolerancia a la radiación a dosis ionizantes totales (TID) incluso en un entorno de radiación acumulativa debido al uso del diseño utilizando un transistor de efecto de campo de óxido metálico semiconductor p (p-MOSFET). El circuito de detección propuesto fue fabricado mediante un proceso de volumen CMOS de 0.18 um para integración. La operación normal en el rango de detección de 2.0 x 10 rad(si)/s fue verificada mediante evaluaciones de pruebas de radiación pulsada, y las propiedades de tolerancia a una radiación de 2 Mrad fueron verificadas en base a evaluaciones de pruebas de radiación acumulativa.