Морда 3 апреля

Default

Японские ученые разработали радиационно-стойкий Wi-Fi-приемник

Разработка, презентованная на Международной конференции по твердотельным схемам в Сан-Франциско, призвана обеспечить автономность роботам, работающим в зонах вывода из эксплуатации ядерных реакторов.

Стандартные кремниевые полупроводники, используемые в модулях беспроводной связи, быстро выходят из строя под воздействием радиации. По этой причине роботы, ликвидирующие последствия радиоактивных аварий, традиционно управляются через физические кабели.

Но недостатки такого подхода стали очевидны в ходе очистки зараженных территорий на АЭС «Фукусима-1» после аварии 2011 года. Кабели связи постоянно путались, существенно замедляя и усложняя спасательные операции. Использование традиционных методов защиты электроники, таких как свинцовые экраны, оказалось невозможным для беспроводной связи, поскольку свинец блокирует радиочастотные сигналы.

Чтобы добиться необходимой устойчивости, инженеры применили ряд архитектурных решений:

• Так как оксидный слой полупроводников уязвим к гамма-излучению, часть транзисторов была заменена на компоненты без него, в частности, на катушки индуктивности
• У тех транзисторов, которые нельзя было заменить, затворы сделали длиннее и шире, чтобы минимизировать деградацию, вызванную радиацией
• Приоритет был отдан n-канальным МОП-транзисторам, так как они менее подвержены радиационным повреждениям

По результатам испытаний, после облучения чипа суммарной дозой в 800 кГр снижение коэффициента усиления приемника составило всего 1,5 дБ, что доказывает способность устройства стабильно функционировать в агрессивной среде.

В настоящее время команда исследователей перешла к следующему этапу — разработке устойчивого к радиации Wi-Fi-передатчика. Эта задача оценивается как более сложная из-за высоких уровней электрического тока, требующихся для излучения сигнала.