Моделирование температурной зависимости колебательного перераспределения энергии при собственных электромагнитных излучениях в электронных схемах на МОП-транзисторах

В статье представлено моделирование температурной зависимости колебательного перераспределения энергии при собственных электромагнитных излучениях в электронных схемах на МОП-транзисторах. Данное исследование охватывает области радиосенсорной технической диагностики и аутентификации, использующие регистрацию электрической составляющей ближнего поля электромагнитных излучений, индуцируемых самим электронным узлом. В программе схемотехнического моделирования ISIS пакета Proteus 8 Professional построена модель ключевого элемента, основанная на методах узловых потенциалов, контурных токов при решении квадратичных уравнений. По рассчитанным параметрам модели получены численные сигнальные радиопрофили электрической составляющей электромагнитных излучений и их температурные зависимости. Показана связь времени затухания колебаний с температурой в виде простого аналитического выражения. Подготовлен и проведен эксперимент по определению корректности полученной температурной зависимости ключевого узла. Проведена корреляционная оценка воспроизводимости сигнальных радиопрофилей, полученных в результате моделирования и при проведении эксперимента. Установлено, что их взаимная корреляция не ниже 0,93, что говорит о достоверности представленного исследования. Сделан вывод о возможности использования полученных результатов в радиосенсорной технической диагностике при определении температуры электронного узла либо для нивелирования температурного дрейфа сигнального радиопрофиля.

1. Еременко В.Т. Техническая диагностика электронных средств. Орел: ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК»; 2012, 157 с.

2. Бойков К.А., Костин М.С., Куликов Г.В. Радиосенсорная диагностика целостности сигналов внутрисхемной и периферийной архитектуры микропроцессорных устройств. Российский технологический журнал. 2021;9(4):20–27. DOI https://doi.org/10.32362/2500-316X-2021-9-4-20-27.

3. Бойков К.А., Костин М.С. Метод радиосенсорной технической диагностики микропроцессорных устройств. Новые технологии высшей школы. Наука, техника, педагогика: материалы Всероссийской научно-практической конференции «Наука – Общество – Технологии – 2021» – Москва: Московский Политех. 2021:119–123.

4. Бойков К.А. Моделирование и анализ колебательного перераспределения энергии при собственных электромагнитных излучениях в ключевых радиоэлектронных схемах на МОП-транзисторах. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021;6. DOI https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.6.14.

5. Бойков К.А. Метод радиоволновой аутентификации микропроцессорных устройств: пат. 2755153 Рос. Федерации МПК H04L 9/32 / заявитель и правообладатель Бойков К.А. № 2021103796; заявл. 16.02.2021; опубл. 13.09.2021, Бюл. № 26.

6. Kizimenko V.V., Ulanouski A.V. Comparative analysis of the various resonator models in the input impedance calculation of the microstrip antennas. Proceedings of 39-th Interna-tional Conference «Telecommunications and Signal Processing (TSP)». Vienna. June 27-29. 2016.

7. Амелин С.А., Амелина М.А. Разновидности SPICE-моделей транзисторов с изолированным затвором. Сб. трудов VII Межд. научн.-техн. конф. «Энергетика, информатика, инновации» – 2017. В 3-х томах. 2017;2:15–20.

8. Башарин С.А. Теоретические основы электротехники. М.: Академия; 2018. 192 с.

9. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейств Mega. Руководство пользователя. М.: ДМК; 2015. 588 с.

10. Очкуренко Г.О. Программирование микроконтроллеров семейства AtMega на базе системы Arduino. Теория и практика современной науки. 2019;4(46):178–183.

11. Бойков К.А. Разработка и исследование системы радиоимпульсной регенерации для устройств высокоскоростной стробоскопической оцифровки. Журнал радио-электроники [электронный журнал]. 2018;3. Доступно по: http://jre.cplire.ru/jre/mar18/6/text.pdf/.