Системы анализа и обработки данных

Методология моделирования транзисторных оптопар 3ОТ122 с учетом температурной зависимости

Выпуск № 3 (68) Июль - Сентябрь 2017

Авторы:

Д.В.Озеркин,

С.А.Русановский

DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2017-3-76-94

Скачать полный текст

Аннотация
Авторы
Список литературы

Аннотация

Характерной особенностью электронной компонентной базы, применяемой в бортовой космической аппаратуре, является широкий температурный диапазон функционирования

(от -60 °С до 125 °С). Математические модели, которые адекватно описывают поведение прототипов при комнатной температуре, становятся непригодными для моделирования процессов в экстремальных условиях эксплуатации. Возникает задача по разработке математических моделей электронной компонентной базы специального применения, адекватно описывающих поведение прототипов в широком температурном диапазоне. В номенклатуре электронной компонентной базы, применяемой в отечественной бортовой космической радиоаппаратуре, достаточно распространены транзисторные оптопары 3ОТ122. Для исследования была отобрана партия из пяти однотипных транзисторных оптопар 3ОТ122А производства АО «Оптрон».

В статье рассмотрены методологические вопросы SPICE-моделирования указанных транзисторных оптопар с учетом температурной зависимости. Показано, что образцы транзисторных оптопар 3ОТ122А одной партии поставки отличаются технологическим разбросом параметров. Этот факт затрудняет использование классической методологии синтеза SPICE-моделей по справочным данным, поскольку адекватность полученных моделей по отношению к своим прототипам неудовлетворительна. Авторами предложена оригинальная методология синтеза транзисторных оптопар, основанная на измерении электрических параметров образцов при разных температурах. Результаты измерения в конечном итоге преобразуются в вектор, состоящий из 11 параметров. При этом синтез множества подобных транзисторных оптопар из семейства 3ОТ122 будет заключаться в отыскании коэффициентов этого вектора. Для одного из образцов транзисторной оптопары проведена апробация разработанной методологии. Итогом явилась синтезированная SPICE-модель с невязкой результатов экспериментальных измерений и результатов моделирования не превышающих 2%.

Ключевые слова: бортовая космическая радиоэлектронная аппаратура, транзисторная оптопара, температурная стабильность, вольт-амперная характеристика, выходное остаточное напряжение, квадратичная аппроксимация, SPICE модель, OrCAD

Список литературы

автоматических космических аппаратов единичного (мелкосерийного) изготовления с длительными сроками активного существования [Электронный ресурс]. – URL: http://standartgost.ru/g/ГОСТ_Р_56526–2015 (дата обращения: 29.09.2017).

2. ГОСТ Р 56514–2015. Нормы прочности автоматических космических аппаратов [Электронный ресурс]. – URL: https://standartgost.ru/g/ГОСТ_Р_56514–2015 (дата обращения: 29.09.2017).

3. Deveney M.F. Temperature tracking SPICE macro-model for laser and LED driven opto-coupler assemblies // IEEE Proceedings of the 35th Midwest Symposium on Circuits and Systems. – 1992. – Vol. 2. – P. 1556−1559.

4. Милешкин А.Е. Построение математических макромоделей компонентов фоторезисторных оптронов // Теория и практика современной науки. – 2016. – № 6-1 (12). – С. 882–886.

5. Полупроводниковые диоды. Диоды высокочастотные. Диоды импульсные. Оптоэлектронные приборы: справочник / А.Б. Гитцевич и др.; под ред. А.В. Голомедова. – М.: КУбК-а, 1997. – 592 с.

6. Иванов В.И., Аксенов А.И., Юшин А.М. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 448 с.

7. Озеркин Д.В., Русановский С.А. Методология моделирования температурной стабильности резисторных блоков Б19К в SPICE-подобных симуляторах // Доклады ТУСУР. – 2017. – № 2. – С. 49–54.

8. Озеркин Д.В., Русановский С.А., Бондаренко В.О. Автоматизация проектирования SPICE-моделей резисторных блоков Б19К с позиции температурной стабильности // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2017. – Т. 13, № 4. – С. 32–40.

9. Официальный сайт АО «Оптрон» [Электронный ресурс]. – URL: http://www.optron.ru (дата обращения: 29.09.2017).

10. TP04310A. Mobile Temperature System for testing components, hybrids, parts, modules, subassemblies and printed circuit boards at precise temperature [Electronic resource]. – URL: https://www.atecorp.com/ATECorp/media/pdfs/data-sheets/Temptronic-TP04310A_Datasheet.pdf (accessed 29.09.2017).

11. Испытательное и измерительное оборудование ОАО «ИТЦ-НПО ПМ» [Electronic resource]. – URL: http://ttc-npopm.ru/oborudovanie-ispytatelnoe-izmeritelnoe?page=2 (дата обращения: 29.09.2017).

12. Nagel L.W., Pederson L.W. SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis). – Berkeley: University of California, 1973. – 65 p.

13. OrCAD Capture Tutorial [Electronic resource]. – URL: http://www.orcad.com/resources/orcad-tutorials (accessed 29.09.2017).

14. PSpice Tutorials [Electronic resource]. – URL: http://www.uta.edu/ee/hw/pspice/ (accessed 29.09.2017).

15. Златин И. Создание и редактирование моделей в OrCAD 15.7 (программа Model Editor) // Компоненты и технологии. – 2007. – № 7. – С. 149–154.

Просмотров: 4343

СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

Методология моделирования транзисторных оптопар 3ОТ122 с учетом температурной зависимости