Моделирование широкополосного усилителя на печатной плате с диэлектриком повышенной проводимости

Известия вузов. Электроника. РФ. 2022. Т. 27. № 5. С. 635–644.

Абрамешин Д.А., Пожидаев Е.Д., Саенко В.С., Тумковский С.Р.

На космические аппараты воздействуют электроны космической плазмы, что обусловливает электризацию их диэлектрических материалов. В результате возникают электростатические разряды, приводящие к отказам в работе бортовой радиоэлектроники, уменьшающим сроки активного существования космических аппаратов. Один из перспективных методов защиты от воздействия электростатических разрядов - применение композитных полимерных диэлектриков с повышенной проводимостью. В работе изложены результаты моделирования характеристик широкополосного усилителя, выполненного на печатной плате с использованием композитного диэлектрика повышенной проводимости. В модель протекающих электрических процессов добавлены сопротивления, характеризующие токовые утечки с узлов схемы на нулевой проводник, обусловленные уменьшением удельного объемного сопротивления материала печатной платы. Проведены компьютерное моделирование широкополосного усилителя и экспериментальное исследование его рабочих характеристик в полосе рабочих частот 0,5-70 МГц. Показано, что изменение полосы пропускания и коэффициента усиления происходит только тогда, когда проводимость становится выше 6·10-4 Ом-1·м-1. Результаты экспериментального исследования широкополосного усилителя показали, что предложенная модель учета удельного объемного сопротивления материала печатной платы адекватно описывает его характеристики. При проводимости 10-9 Ом-1·м-1 исключается возникновение электростатических разрядов, что указывает на возможность защиты широкополосных усилителей в составе радиоэлектронных устройств космических аппаратов от электризации при использовании композитных диэлектриков повышенной проводимости.

Ключевые слова: математическое и компьютерное моделирование, космические аппараты, радиоэлектронная аппаратура, computer modeling, электростатические разряды, radiation electrization, радиационная электризация, SPACECRAFT RADIO ELECTRONIC DEVICES, ELECTROSTATIC DISCHARGES, COMPOSITE POLYMER DIELECTRICS WITH INCREASED CONDUCTIVITY, композитные полимерные диэлектрики с повышенной проводимостью

ПУБЛИКАЦИЯ ПОДГОТОВЛЕНА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПРОЕКТА: Теоретико-экспериментальные исследования электронных и фотонных процессов в перспективных гетерогенных структурах, предназначенных для полимерных и перовскитных фотопреобразователей, с целью повышения эффективности и стабильности характеристик устройств (2022)