25292: طراحی مدارهای الکترونیک برای شرایط سخت
نام درس: طراحی مدارهای الکترونیک برای شرایط سخت (Electronic Circuits Design for Harsh Environments)
شماره درس: 25292
پیش‌نیاز(ها): -
هم‌نیاز(ها): 25253 (طراحی مدارهای CMOS 1)
تعداد واحد: 3
مقطع: کارشناسی ارشد
آخرین ویرایش: پاییز 1393

توضیحات:
این درس به بررسی محیط‌هایی می‌پردازد که شامل دمای بالا، تشعشعات، شوک و لرزش، میدان‌های مغناطیسی و تخلیه الکترواستاتیک می‌شود. این درس شامل مطالعه تأثیرات دما بر رفتار نیمه‌هادی‌ها، مقابله با پرتوهای یونیزه‌کننده، اثرات لرزش و ضربه بر مدارها، ارزیابی قابلیت اطمینان و مقابله با تخلیه الکترواستاتیک، و همچنین راهکارهای کاهش تداخل الکترومغناطیسی در محیط‌های مختلف می‌باشد.
 
سرفصل‌ها:
  • مقدمه
    • تعریف محیط سخت (دمای بالا، تشعشعات، شوک و لرزش، میدان‌های مغناطیسی، تخلیه الکترواستاتیک)
    • مثال‌هایی از محیط سخت (الکترونیک خودرو، نمودارگیری از چاه‌های نفت، الکترونیک هوافضا)
  • الکترونیک دمای بالا
    • مقدمه و تعاریف
    • وابستگی رفتار نیمه‌هادی‌ها با دما
    • تاثیر دما بر رفتار مدارهای مجتمع
    • نمونه‌هایی از عملکرد دمای بالای مدارهای مجتمع
    • اثرات دما روی بسته‌بندی (packaging) مدارهای مجتمع
    • بررسی اثرات دما در سطح برد مدار چاپی
    • بررسی اثرات دما روی قطعات غیر فعال
    • مسئله جذب و دفع گرما
    • تکنولوژی‌های مناسب برای کار در دمای بالا
  • پرتوهای یونیزه‌کننده
    • مقدمه و تعاریف
    • منشاء پرتوهای یونیزه‌کننده
    • ساختار پرتوهای یونیزه‌کننده
    • اثرات پرتوهای یونیزه‌کننده روی نیمه‌هادی‌ها
    • روش‌های مقابله (سخت‌سازی) در مقابل پرتوها
    • نمونه‌هایی از محصولات مقاوم در برابر پرتوها
    • روش‌های آزمون سختی در برابر پرتوها
  • لرزش و ضربه
    • مقدمه و تعاریف
    • دامنه و فرکانس لرزش در محیط‌های مختلف
    • تاثیر لرزش روی برد مدارچاپی
    • تخمین فرکانس طبیعی برد مدار چاپی
    • بالابردن فرکانس طبیعی
    • پیچ‌های نگهدارنده و مشخصات آن‌ها
    • اثر میکروفونی
    • ضربه
  • قابلیت اطمینان
    • تعاریف
    • تئوری قابلیت اطمینان
    • مدل‌های آماری
    • روش‌های تخمین طول عمر
    • مکانیزم‌های خرابی در مدارهای مجتمع
    • طراحی برای بالابردن قابلیت اطمینان
  • تخلیه الکترواستاتیک
    • شارژ الکتریسیته ساکن
    • مدل‌های تخلیه الکترواستاتیک
    • رفتار نیمه‌هادی‌ها با اعمال ولتاژ/جریان بالا
    • ساختارهای مدار محافظت
    • المان‌های محافظ
    • خصوصیات لازم برای مدارهای محافظ
    • مدارهای محافظ فرکانس بالا
    • طراحی لی‌اوت مدارهای محافظ
  • سازگاری الکترومغناطیسی
    • مسئله تداخل مغناطیسی
    • کاهش تداخل در سطح چیپ
    • کاهش تداخل در سطح مدارچاپی
    • کاهش تداخل در سطح دستگاه

مراجع:
  • R. Kirschman, High-Temperature Electronics
  • R. Remsburg, Thermal Design of Electronic Equipment
  • X. Yu, High-Temperature Bulk CMOS Integrated Circuits for Data Acquisition
  • W. J. Greig, Integrated Circuit Packaging, Assembly and Interconnections
  • S. R. McHeown, Mechanical Analysis of Electronic Packaging Systems
  • R. Tricker, S. Tricker, Environmental Requirements for Electromechanical and Electronic Equipment
  • D. S. Steinberg, Vibration Analysis for Electronic Equipment
  • A. M. Veprik, Vibration Protection of Critical Components of Electronic Equipment in Harsh Environmental Conditions
  • L. Najafizadeh, Design of Analog Circuits for Extreme Environment Applications
  • E. R. Hnatek, A Selected Practical Reliability of Electronic Equipment and Products
  • W. Lawson, The Effect of Design and Environmental Factors on The Reliability of Electronic Products


 
آخرین به‌روزرسانی: 20 / 4 / 1403