упроводжується викидом великої кількості протонів. Частота цих спалахів визначається фазою 11-річного циклу сонячної активності і носить сезонний характер, причому максимуми припадають на весну і осінь.
Сонячні космічні промені становлять особливу небезпеку в міжпланетному просторі, так як в поблизу Землі їх екранує магнітосфера нашої планети. p> Вплив космічного ультрафіолетового випромінювання. УФ-складова сонячного випромінювання погіршує як характеристики входять в СБ фотоперетворювачів, так і параметри пасивних елементів схеми.
Радіаційна деградація ФП і СБ
Сукупна дія космічної радіації на ФП призводить, головним чином, до зниження струму короткого замикання, пов'язаному із зменшенням часу життя і дифузійної довжини носіїв заряду. Це обумовлено виникненням під дією радіації дефектів кристалічної решітки бази ФП, є центрами рекомбінації. Припускають, що їх концентрація лінійно залежить від дози випромінювання:
Nрад = К0Ф0
де К0-число центрів, створюваних кожною частинкою на одному сантиметрі пробігу, Ф0-сумарний за часом потік. Час життя або швидкість рекомбінації в об'ємі для цього випадку можна записати в наступному вигляді:
1/П„ = 1/П„0 + КП„ Ф
де П„0-вихідне час життя носіїв заряду, Ф-доза опромінення, КП„-постійний коефіцієнт. Величина КП„ Ф визначає збільшення швидкості рекомбінації, викликане радіацією. Аналогічне вираз можна записати і для дифузійної довжини:
1/L2 = 1/L20 + KL Ф
де L0-дифузна довжина у вихідному матеріалі, KL = КП„/D, де D-коефіцієнт дифузії, що не залежить від опромінення. Значення, KL для протонів і електронів різних енергій наведені в таблиці 2.
Зменшення струму короткого замикання при радіаційному впливі призводить до зміщення робочої точки ВАХ ФП у бік меншого значення максимальної потужності, що відповідає зниженню ККД і вихідної потужності.
При опроміненні ФП корпускулярними частинками: зменшується час життя носіїв заряду в базовій області. Оригінал значення час життя заряду становить кілька мікросекунд, а в легованої області - порядку 10 в -9 секунд. Його зменшення спостерігається тільки при дуже великих потоках частинок.
З огляду на те, що в напівпровідникових матеріалах рухливість електронів вище рухливості дірок, і дифузні довжини генерованих світлом електронів в кремнії p - типу більше, ніж для дірок в матеріалі n-типу, дірковий кремній виявляється більш радіаційно стійким, ніж кремній n-типу. Тому в кремнієвих ФП космічного призначення матеріал бази має діркову провідність.
Вплив протонів на кремній призводить до виникнення точкових дефектів, так і областей разупрочнения. Необхідно враховувати їх спільне незалежне дію:
Kдеф = КТА + КОР
КТА - коефіцієнт, що враховує вплив точкових дефектів.
КОР-коефіцієнт, що враховує вплив областей розупорядкування напівпровідникового матеріалу.
Конкретне вплив опромінення зарядженими частинками на характеристики ФП залежить від виду частинок і їх енергії. Наприклад, частинки високих енергій значно зменшують величину фотоструму в червоній області спектру. Оскільки довжина їх пробігу досить велика, це явище можна пояснити зменшенням дифузної довжини носіїв у базі. Частинки малих енергій, поглинаються, в основному в легованому шарі ФП, визначальному спектральну чутливість в короткохвильовій області, більше знижують фотоефект в блакитній області спектра.
Вплив протонів на характеристики ФП принципово не відрізняються від електронного впливу, за винятком протонів з малою довжиною пробігу. Якщо цей параметр виявляється менше товщини легованого шару, те в ньому з'являються радіаційні дефекти, зменшують фоточутливість в короткохвильовій області спектру. В іншому випадку відбувається радіаційне пошкодження бази. При цьому збирання носіїв зарядів створюють фотострум, помітно вимірюється тільки при сумірності дифузійної довжини в порушеному шарі і його товщиною.
При підвищенні щільності потоків таких протонів зростає фоточутливість в широкій області спектра. Це пов'язано з освітою в базі поблизу pn-переходу шару з підвищеним питомим опором, обумовленим захопленням радіаційними дефектами основних носіїв. Це призводить до збільшення ширини області об'ємного заряду, захоплюючий і порушений шар бази. Утворене в ньому поле забезпечує дрейфовий механізм руху генерованих світлом носіїв до переходу.
У шірокозонних ФП, створених, наприклад, на базі арсеніду галію, радіаційна стійкість вище, ніж у кремнію, оскільки глибина проникнення фотонів сонячного випромінювання у них менше за рахунок більшої величини коефіцієнта поглинання та малого вихідного значення дифузійної довжини. Тому на ККД ФП з цього матеріалу майже не впливає радіаційні дефекти, розташовані на глибині до 5 мкм від фронтальної поверхні.
Вплив електронного опромінення з утворенням дефектів по всій глиб...
