Проект операционного усилителя с учётом влияния радиации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проект операционного усилителя с учётом влияния радиации

Содержание

• Техническое задание
• Анализ технического задания
• Введение
• 1. Обзор литературы
• 1.1 Принципы работы ОУ в различных схемах включения
• 1.2 Анализ основных каскадов ОУ
• 1.3 Анализ влияния гамма-излучения на основные характеристики ОУ
• 2. Специальная часть
• 2.1 Принципы работы ОУ
• 2.2 Исследование режимов работы ОУ с помощью САПР
• 2.3 Схемотехническое моделирование характеристик ОУ с учётом влияния гамма-излучения
• 2.4 Анализ влияния гамма-излучения на характеристики ОУ
• 3. Конструкторско-технологическая часть
• 3.1 Описание конструкции транзисторов
• 3.2 Описание конструкции ОУ
• 4. Экологическая часть
• 4.1 Исследование возможных вредных факторов при эксплуатации ЭВМ и их влияние на пользователя
• 4.2 Эргономические требования к рабочим местам пользователей
• 5. Решение задач на ЭВМ
• 5.1 Обработка экспериментальных данных, полученных из литературных источников, с помощью MicrosoftOfficeExcel
• 5.2 Создание модели БТ с использованием OrCAD без и с учётом влияния радиации
• 5.3 Определение радиационно-зависимых SPICE параметров макромодели БТ для учёта воздействия влияния гамма-излучения
• 5.4 Сравнение результатов моделирования и экспериментальных данных до и после воздействия гамма излучения в MicrosoftOfficeExcel
• 5.5 Подготовка текста ВКР в программе MicrosoftOfficeWord
• Заключение
• Список литературы
• 
• Техническое задание
• В результате выполнения данной дипломной работы должен быть спроектирован операционный усилитель (ОУ) с учётом влияния радиации.
• Для выполнения задания требуется:
• 1. Провести расчёт каскадов uA741 с использованием OrCADи получить его характеристики.
• 2. Определить параметры моделей БТ для схемотехнического моделирования в САПРбез и с учётом гамма-излучения.
• 3. Провести схемотехническое моделированиеuA741 с использованием полученных моделей биполярных транзисторов без и с учётом гамма-излучения и сравнить с экспериментальными данными.
• 4. Оценить радиационную стойкость uA741 и определить влияние гамма-излучения на каскады и режимы работы ОУ.
• 5. Задачи моделирования и проектирования ОУ выполнить с помощью программ из САПР фирмыOrcad 9.2 PSpice.

• Анализ технического задания
• 1. Для расчёта каскадов uA741 необходимо исследовать принципиальную схему данного ОУ и разбить схему на отдельные каскады. Далее требуется провести схемотехническое моделирование отдельных каскадов uA741 с помощью САПР OrCAD. После чего необходимо сравнить полученные результаты с экспериментальными и расчётными данными для uA741.
• 2. Для определения SPICE параметров БТ, входящих в состав uA741, требуется провести измерения ВАХ тестовых структур до и после воздействия гамма-излучения. При отсутствии тестовых структур, их SPICE параметры определялись по ВАХ, измеренным на аналогичных по структуре БТ.
• 3. Для схемотехнического моделирования uA741 необходимо создать его модель в программе PSPICE пакета САПР OrCAD с использованием ранее разработанных SPICE моделей БТ без учёта воздействия гамма-излучения. Для схемотехнического моделирования uA741 с учётом воздействия гамма-излучения требуется создать макромодель, которая описывает деградацию его характеристик. Для сравнения экспериментальных данных и результатов моделирования необходимо провести измерения основных характеристик ОУ до и после воздействия гамма-излучения. При отсутствии возможности проведения измерений характеристик ОУ необходимо использовать данные экспериментальных исследований uA741, полученных из литературных источников.
• 4. Оценку радиационной стойкости ОУ uA741 необходимо провести с использованием САПР OrCAD с подключенными моделями БТ, которые учитывают влияние на характеристики ОУ при воздействии гамма-излучения. Радиационная стойкость ОУ определяется путём подачи синусоидального сигнала на один из входов и пошагового увеличения уровня поглощённой дозы до тех пор пока на выходе ОУ не произойдут нелинейные искажения сигнала. Определение влияния гамма-излучения на каскады и режимы работы ОУ проводится путём последовательного анализа режимов работы каждого БТ и отключение макромоделей для конкретного БТ и каскадов в целом. Таким образом, будет определён вклад в деградацию характеристик ОУ каждого БТ и каскадов.
• 5. Разработку и исследования uA741 проводить с использованием САПР фирмы Orcad 9.2 Pspice.
• В связи с тем, что все требуемые данные, такие как принципиальная схема, экспериментальные характеристики[1] и SPICE модели БТ uA741, имеются, а также имеется требуемое программное обеспечение, можно сделать вывод о выполнимости технического задания.

• Введение
• Операционные усилители (ОУ) получили широкое распространение в современной электроники и входят в состав радиоэлектронной аппаратуры, работающей в условиях воздействия проникающей радиации. В связи с этим необходимо разрабатывать ОУ, стойкие к различным типам радиационного воздействия.
• В настоящее время для разработки интегральных схем используются схемотехнические системы автоматизированного проектирования (САПР), позволяющие учитывать влияние различных воздействующих факторов, таких как температура, радиация и т.п. Однако в существующих САПР для учёта радиационного воздействия необходимо использовать макромодельный подход для описания деградации характеристик интегральных схем.
• В работе была проведена разработка и исследование ОУ с учётом воздействия гамма-излучения. Исследование деградации основных характеристикпосле воздействия гамма-излученияс использованием САПР OrCADпозволило определить критичные элементы и узлы ОУ. Полученные результаты позволят увеличить радиационную стойкость вновь разрабатываемых ОУ.

• 1. Обзор литературы
• Применение ОУ в специальной аппаратуре при воздействии радиационных факторов накладывает на разработчика определённые условия при выборе электронной компонентной базы. Поэтому исследованиям радиационной стойкости ОУ при воздействии радиации посвящено много работ[2-5].
• Проводились теоретические исследования режимов работы транзисторов и изменения режимов работы транзисторов в процессе облучения. Анализировались физические процессы, происходящие в транзисторах при воздействии радиации. Приведены результаты измеренияс разными дозамивыходных токовчетырёх одинаковых ОУ, выполненных на одной микросхеме, в разных схемах включения[2].
• Проанализированорадиационное воздействие на БТ. Анализ изменений работы каскадов ОУ, таких как: дифференциальный каскад, усилительный каскад. Анализ разных ОУ, а так же зависимость разброса характеристик от технологии производства.[3]
• Теоретический анализ и сравнение радиационной стойкости ОУ в основе которых лежат БТ и транзисторы с изолированным затвором. Проводились эксперименты над ОУ uA741 с воздействием импульсного рентгеновскогоизлучения, при этом снимались изменения амплитуд выходных сигналов в момент импульса.[4]
• Исследование характеристик ОУ в инвертирующем включении с ростом на 0,8 Грей поглощённой дозы гамма-излучения. Исследования проходили при постоянной температуре ОУ на разных частотах от 100 Гц до 30 кГц.[5]
• Однако во всех этих работах уделяется мало внимания исследованиям режимов работы и работы каскадов ОУ с использованием SPICE-подобных программ с учётом влияния гамма-излучения.
• Для разработки и исследования влияния радиации на коэффициент усиления каскадов и режимов работы ОУ необходимо знать схемы включения, принципы работы каскадов, а также влияние гамма-излучения на ОУ.
• 1.1 Принципы работы ОУ в различных схемах включения
• Основной схемой включения ОУ является дифференциальный усилитель. Схема включения дифференциального усилителя представлена на Рис. 1.

Рис. 1Дифференциальный усилитель

Данная схема предназначена для получения разностидвух напряжений, при этом каждое из них предварительно умножается на коэффициент,который зависит от отношения номиналов резисторов и определяется по следующему выражению:

Входное сопротивление (между входными выводами) равнои,

В случае, когдаи, имеем:

Следующей распространённой схемой является инвертирующий усилитель, схема которого приведена на Рис. 2.

Рис. 2Инвертирующий усилитель

Инвертирующий усилитель позволяет одновременно усиливать или ослаблять входной сигнал на определённую величину коэффициента и преобразовывать входной сигнал на противоположный, т.е. инвертировать. Абсолютная величина коэффициента усиления определяется по следующему выражению:

Входное сопротивление инвертирующего усилителя определяется резистором R_in.

Для уменьшения ошибки, возникающей из-за тока смещения, ставится резистор между неинвертирующим входом и землёй с сопротивлением, равным.

Если входное сопротивление R_in= 0, то схема реализует собой линейный преобразователь ток-напряжение. Входное сопротивление такой схемы определяется коэффициентом усиления реального ОУ и сопротивлением обратной связи по формуле:

,

гдеK_A-- коэффициент усиления операционного усилителя. Выходное напряжение получается по формуле

:.

Противоположной схемой включения инвертирующему усилителюявляется неинвертирующий усилитель, схема включения которого представлена на Рис. 3.

Рис. 3Неинвертирующий усилитель

Входное напряжение усиливается согласно следующему уравнению:

При этом входное сопротивление будет находиться в пределах от 1 МОм до 10 ТОм. Как и в случае с инвертирующем усилителем для уменьшения ошибки, возникающей из за тока смещения, можно установить резистор между входом V_in и неинвертирующем входом.[6]

Также в данной работе использовалась схема включения с разомкнутой петлёй обратной связи (см. Рис. 4).

Рис. 4 Схема включения ОУ с разомкнутой петлёй

В такой схеме включения на один вход подаётся небольшой синусоидальный сигнал, а на другой вход подаётся смещение нуля. При этом достигается максимальный коэффициент усиления, который для современных ОУ находится в пределах 10⁵-10⁶, и малые значения импеданса.

• 1.2 Анализ основных каскадов ОУ
• Большинство современных ОУ строятся по двухкаскадной схеме (см. Рис. 5), которые включают в себя дифференциальный и повторительный каскад, а также вспомогательные элементы.[7]
• Рис. 5Принципиальная схема построения ОУ.

Дифференциальный каскад

Дифференциальный каскад (ДК) - это схема, используемая для усиления разности напряжений двух входных сигналов. В идеальном случае выходной сигнал не зависит от уровня каждого из входных сигналов, а определяется только их разностью.

На Рис. 6показана схема ДК на биполярных транзисторах (БТ). Схема содержит два плеча, включающих транзисторы VT1 и VТ2 и резисторы R_к1 = R_к2и токозадающий резисторR₀. Ток I₀, протекающий через резисторR₀, не должен зависеть от входных сигналов. Для этого сопротивление резистораR₀выбирается большим или вместо него используется транзисторный генератор тока. В схеме используются два источника питанияЕ_П1иЕ_П2, вторые выводы которых подключены к общей точке. Наличие двух источников питания позволяет работать с сигналами любой полярности. Если оставить один источник питания, а вторую шину питания подключить к общей точке, возможно усиление сигналов только одной полярности.

Рис. 6Принципиальная схема построения ДК.

В общем случае дифференциальный каскад имеет два входа и два выхода, напряжения на которых U_вх1, U_вх2, U_вх1, U_вх2 отсчитываются от общей точки.

Различают синфазные и дифференциальные входные сигналы. Когда уровни сигналов на обоих входах равны

(U_вх1 = U_вх2 = U_{вх сф}),

такие сигналы называют синфазными. Роль синфазных сигналов обычно играют помехи. Если источник сигнала включён между входами ДК, то такой сигнал называют дифференциальным (разностным)

U_{вх д} = U_вх1 -U_вх2.

При дифференциальном включении входной сигнал делится пополам между одинаковыми транзисторами VТ1 и VТ2, причём составляющие напряжений на входах ДК относительно общей точки противоположны по знаку, или

и

Дифференциальный каскад должен эффективно усиливать дифференциальные сигналы и ослаблять синфазные.

Выходное напряжение может сниматься между выходами схемы; тогда оно называется выходным дифференциальным (или двухфазным) напряжением. При этом необходимо, чтобы следующий каскад имел дифференциальный вход. Кроме того, часто используют однофазный выход - снимают выходное напряжение между одним из выходов и общей точкой, при этом половина полезного сигнала, действующего на оставшемся выходе, не используется.

Рассмотрим преобразование синфазного сигнала в ДК. Пусть на входы схемы (см. Рис. 6) подано синфазное напряжение

(U_вх1= U_вх2= U_{вх сф}).

В качестве выходного сигнала будем рассматривать однофазное напряжение на первом выходе.

Для анализа воспользуемся эквивалентной схемой, приведённой на Рис. 7, содержащей одну половину ДК. Поскольку через транзистор VT1 протекает половина тока I₀,резистор в эмиттерной цепи имеет сопротивление 2R₀

Рис. 7Половина принципиальной схемы ДК

Схема на Рис. 7 является усилительным каскадом с ОЭ. Воспользуемся формулой для расчёта коэффициента усиления по напряжению

Из этой формулы видно, что если R₀ >>R_к, то К_Uсф << 1. Иными словами, увеличивая сопротивление токозадающего резистора R₀, можно уменьшать коэффициент передачи синфазного сигнала до требуемого уровня. Особенно эффективно подавление синфазного сигнала обеспечивается при замене R₀ генератором тока.

Усиление дифференциального сигнала проанализируем с помощью схем (см. Рис. 8). На этом рисунке показаны токи, протекающие в ДК под действием дифференциального напряжения U_{вх д}. В этом случае через резистор R₀ помимо тока I₀ (задаваемого источником Е_п2) протекают одинаковые, но противоположно направленные составляющие токов эмиттеров I_э1д, I_э2д транзисторов VT1 и VТ2. Таким образом, падение напряжения от протекания дифференциальных составляющих токов на резисторе R₀ отсутствует и для дифференциальных сигналов потенциал точки А равен нулю. Следовательно, для дифференциальных сигналов справедлива эквивалентная схема (см. Рис. 8, б), отличающаяся от схемы на Рис. 7 отсутствием резистора R₀.

Рис. 8Дифференциальный каскад с указанием токов.

Определим коэффициент усиления по напряжению для дифференциального сигнала.

.

Где

R_вх = r'_б + _rэ.

(так как через один транзистор протекает ток).

Дифференциальные каскады, как правило, работают с малым током I₀ << 1 мА, тогда R_вх ? _rэ и

.

Таким образом, коэффициент усиления для дифференциального сигнала гораздо больше, чем для синфазного и достигает нескольких сотен (тысяч при использовании динамической нагрузки). Отметим, что усиление ДК можно регулировать, изменяя ток I₀, что используется в программируемых операционных усилителях и перемножителях аналоговых сигналов.

Существует много вариантов построения дифференциальных каскадов, для увеличения коэффициента усиления применяют составные транзисторы. Для повышения входного сопротивления используют МДП-транзисторы, а вместо токозадающего резистора используют генератор стабильного тока.

На Рис. 9изображён ДК с динамической нагрузкой в виде токового зеркала на транзисторах VТЗ, VT4. Эта схема обладает высоким коэффициентом усиления (К_Uд составляет несколько тысяч) и однофазным выходом. Существенно, что в этой схеме сигнал транзистора VT1 не теряется, а с помощью токового зеркала передаётся в выходную цепь, складываясь с сигналом транзистора VТ2.

Рис. 9Дифференциальный каскад с токовым зеркалом.

Усилительный каскад

В Аналоговых интегральных схемах наибольшее распространение получили схемы с общим эмиттером (ОЭ) и непосредственными связями между каскадами. Схемы с общей базой используются значительно реже.

Простейший усилительный каскад с двумя источниками питания показан на Рис. 10. Схема содержит n-р-n-транзистор и резистор R_к, исключающий протекание переменной составляющей выходного тока через источник питания Е_к (шунтирование нагрузки). Резисторы R_к и R_э задают рабочую точку транзистора. Рабочая точка должна соответствовать активному режиму работы.

Рис. 10Принципиальная схема усилительного каскада.

Источник входного сигнала показан в виде генератора напряжения с ЭДСU_вх и внутренним сопротивлением R_r, которые определяются предыдущим усилительным каскадом. Отметим, что источник входного сигнала обязательно должен пропускать постоянную составляющую тока базы. С помощью сопротивления нагрузки R_н отображается входное сопротивление последующего каскада.

Для определения основных параметров усилительного каскада R_вх, K_u, K_i будем считать, что R_н < R_к. В результате расчёта получим

R_вх = h₂₁ R_э, K_i = h₂₁, K_u = -R_н/R_э.

Если в качестве нагрузки выступает аналогичный усилитель каскад с входным сопротивлением R_вх, то

К_u = -h₂₁ R_u / R_вх = -h₂₁.

Таким образом, в цепочке одинаковых усилительных каскадов усиление как по току, так и по напряжению определяется параметром h₂₁.

Для построения усилительных каскадов на полевых транзисторах используются транзисторы, как с управляющим переходом, так и МДП- транзисторы, работающие в режиме насыщения. В большинстве случаев применяются включения транзисторов с общим истоком (ОИ). Схема с общим затвором используется в СВЧ-диапазоне. В аналоговой технике биполярные транзисторы используются чаще, чем полевые. Эти транзисторы применяют в входных каскадах, когда требуется большое входное сопротивление.

Выходной каскад

При построении выходных каскадов аналоговой интегральной схемы (АИС) следует учитывать ряд специфических требований. В первую очередь к ним относится возможность работы на низкоомную нагрузку (при заданном напряжении источников питания, ограничивающих изменения выходного напряжения, отдаваемая в нагрузку мощность обратно пропорциональна ее сопротивлению). Обычные усилительные каскады (схемы с ОЭ и ОИ) имеют высокое выходное сопротивление и могут быть использованы только с понижающими трансформаторами. В этой связи для согласования с нагрузкой в выходных каскадах АИС используются эмиттерные повторители, обладающие низким выходным сопротивлением. Кроме того, выходные каскады должны иметь высокий КПД. Это достигается путём использования двухтактных схем, в которых каждый из двух транзисторов усиливает сигнал одной полярности, а в режиме покоя (u_вх = 0) оба транзистора практически не потребляют ток.

На Рис. 11 показана упрощённая схема двухтактного эмиттерного повторителя. В те моменты времени, когда входное напряжение положительно работает повторитель на транзисторе VТ1, а когда отрицательно - на транзисторе VT2. В нагрузке сигналы транзисторов складываются. По сравнению с обычными усилительными каскадами, в которых рабочая точка выбирается на середине линейного участка характеристики в двухтактных каскадах в двараза увеличивается максимальная амплитуда выходного сигнала (а следовательно, мощность возрастает в четырераза). Кроме того, при нулевом входном напряжении токи обоих транзисторов близки к нулю и мощность не рассеивается.

Рис. 11Упрощённая принципиальная схема выходного каскада.

Упрощённой схеме присущ следующий недостаток: выходной сигнал отслеживает входной с разницей на величину падения напряжения на эмиттерных переходах транзисторов U* =0,6...0,8 В, что вызывает искажения выходного сигнала.

При -U*< U_вх < U* оба транзистора заперты. Для уменьшения этих искажений на эмиттерные переходы обоих транзисторов целесообразно дополнительно подать прямые напряжения, равные U*. Для этого используют диоды смещения (см. Рис. 12, а). С помощью резисторов R₁ и R₂, задающих прямой ток через диоды смещения, на последних устанавливаются прямые напряжения U*. В результате напряжение на базе VТ1 превышает входное на величину U*, а напряжение на базе VТ2 на величину U* меньше, чем входное напряжение. Вследствие этого переходные искажения ослабляются. Аналогично работает схема, приведённая на Рис. 12, б.[8]

Рис. 12Принципиальныесхемы выходного каскада с диодами смещения. гамма излучение схемотехнический усилитель

Свойства ОУ

Идеальный операционный усилитель может работать при любых входных напряжениях и имеет следующие свойства:

· Коэффициент усиления с разомкнутой петлёй обратной связи равен бесконечности (при теоретическом анализе полагают коэффициент усиления при разомкнутой петле обратной связи A_OLстремящимся к бесконечности).

· Диапазон выходных напряжений V_outравен бесконечности (на практике диапазон выходных напряжений ограничивают величиной напряжения питания V_s+и V_s-).

· Бесконечно широкая полоса пропускания (т.е. амплитудно-частотная характеристика является идеально плоской с нулевым фазовым сдвигом).

· Бесконечно большое входное сопротивление (R_in = ?, ток из V₊ в V_- не течёт).

· Нулевой входной ток (т.е. предполагается отсутствие токов утечки и токов смещения).

· Нулевое напряжение смещения, т.е. когда входы соединены между собой V₊ = V_-, то на выходе присутствует виртуальный ноль (V_out = 0).

· Бесконечно большая скорость нарастания напряжения на выходе (т.е. скорость изменения выходного напряжения не ограничена) и бесконечно большая пропускная мощность (напряжение и ток не ограничены на всех частотах).

· Нулевое выходное сопротивление (R_out = 0, так что выходное напряжение не меняется при изменении выходного тока).

· Отсутствие собственных шумов.

· Бесконечно большая степень подавления синфазных сигналов.

· Бесконечно большая степень подавления пульсаций питающих напряжений.

Эти свойства сводятся к двум "золотым правилам":

1. Выход операционного усилителя стремится к тому, что бы разница между входными напряжениями стала равной нулю.

2. Оба входа операционного усилителя не потребляют ток.[9]

• 1.3 Анализ влияния гамма-излучения на основные характеристики ОУ
• Источниками гамма-излучения являются: переходы между возбуждёнными состояниями атомных ядер. Ядерные реакции, такие как распад нейтрального пиона, аннигиляция электрона и позитрона и другие. Отклонение высокоэнергетичных заряженных частиц в электрических и магнитных полях. При этом гама кванты, возникшие в переходах между возбуждёнными состояниями атомных ядер, имеют энергию от единиц кэВ до десятков МэВ, а гамма-кванты, встречаемые в космическом пространстве, могут иметь энергию больше сотен ГэВ [10].
• При прохождении через вещество рентгеновского и гамма- излучения с энергией, не превышающей 10 МэВ, существенны следующие процессы:
• 1) фотоэлектрическое поглощение квантов излучения;
• 2) комптоновское рассеяние квантов;
• 3) образование электрон- позитронных пар.
• Фотоэлектрическое поглощение представляет собой поглощение всей энергии излучения связанным электроном атома, при этом эта энергия, за вычетом энергии связи электрона в атоме, становится кинетической энергией электрона. Образуется электрон с большой энергией и незаполненный глубокий уровень, как правило на К - оболочке. На незаполненный уровень может перейти электрон атома имеющий большую энергию, из за чего испускается квант характеристического излучения. Так же избыточная энергия приводит к эффекту Оже из за которого электрон находящийся на внешней оболочки вылетает из атома. В результате всех этих процессов квант первичного излучения перестаёт существовать, но возникает электрон вылетающий изотропно из атома который имеет кинетическую энергию близкую к энергии первичного кванта.
• При комптоновском рассеянии происходит процесс рассеяния кванта излучения на электроне атома. В результате чего образуется электрон с повышенной энергией, полученной от кванта излучения и квант с меньшей энергией. Такие электроны называют комптоновскими и вылетают они преимущественно вперёд, образуя переднюю полусферу. Кванты могут рассеиваться в любых направлениях, однако энергия, которую они передали электрону зависит от того под каким углом они рассеяны назад.
• Если в кулоновское поле ядра попадает гамма-квант, то возможно взаимодействие с образованием электрон - позитронных пар. Это возможно если энергия не менее 2meС2=1,02 МэВ, поскольку в результате этого процесса энергия исчезнувшего гамма-квантапереходит в энергию позитрона и электрона. В случае больших энергий избыток становится кинетической энергией позитрона и электрона. В результате взаимодействия электрона среды с позитроном образуется анигиляционное излучение [11].
• Найденные в литературе эксперименты по облучению ОУ ионизирующим облучением показали, что в зависимости от технологии существенно изменяются характеристики облучённых однотипных ОУ. Для оценки влияния ионизирующего излучения используют: зависимость амплитудно-частотной характеристики от величины поглощённой дозы, характер изменения напряжения смещения нуля, уровень катастрофического отказа так же можно использовать другие критерии. Так же можно судить и о неинформативности использования только одного параметра, выбранного в качестве критериального, для оценки ОУ. Это связано с тем что чувствительность к ионизирующему излучению конкретного параметра зависит от технологии производства микросхемы.
• Из анализа литературы с данными по изучению широко распространённых ОУ в условиях облучения стало ясно, что в таких ОУ происходит сильная деградация входных токов, а так же напряжения смещения нуля. Несмотря на это коэффициент усиления меняется не значительно. Ионизирующее излучение вызывает увеличение токов потребления ОУ, этот параметр меняется меньше и представляет интерес лишьдля анализа изменения работы ОУ. С воздействием ионизирующего излучения на ОУ есть параметр, который улучшается - это изменение скорости нарастания выходного напряжения. Его уменьшение связано с уменьшением времени жизни в базовой области БТ не основных носителей заряда, что приводит к улучшению частотных характеристик БТ, а так же всего ОУ [12].

• 2. Специальная часть
• 2.1 Принципы работы ОУ
• Для исследования влияния гамма-излучения на характеристики ОУ был выбран uA741,так как он является классическим примером и наиболее сбалансированным ОУ, поэтому его схемотехника используется во многих современных ОУ.
• Расчёт токового зеркала
• Токовое зеркало используется в ОУ для выставления рабочих режимов транзисторов каскадов ОУ. На Рис. 13представлена схема токового зеркала uA741, где транзисторы Q11, Q12 иQ13 задают рабочие токи для второго и третьего каскада, транзисторы Q10, Q9, Q8 задают рабочие токи дифференциального каскада. При этом транзистор Q₁₃ является двух коллекторным транзистором и из-за его конструктивных особенностейколлектор Q_13B пропускает 75% от протекающего тока, а коллектор Q_13A 25% от протекающего тока.
• Рис. 13 Токовое зеркало
• Токи I_ref, I₁, I₂, I₃определяются в основном транзисторами Q₁₁, Q₁₂, Q₁₃ исопротивлением R₅, значение которых находятся следующими выражениями:
• I_ref=(V_cc-V_ee-2V_BE)/R₅=733мкА;
• I₂=I_13B=0,75·I_ref=550мкА;
• I₃=13A=0,25·I_ref=180мкА;
• I₁=I10=(Vt/R₄) · (ln(I_ref)-ln(I₁))=19мкА.

Расчёт дифференциального каскада

На Рис. 14 приведена схема дифференциального каскада, который состоит из транзисторовQ₁, Q₂, Q₃, Q₄, Q₅, Q₆, Q₇ и сопротивленийR₁, R₂, R₃.

Рис. 14 Дифференциальный каскад

Ток до разветвления к коллекторам Q₁, Q₂ транзисторов равен

I_A=I₈=I₉=19мкА

при этом токи коллекторов Q₁, Q₂I_A/2=9,5мкА.ток через R₃ равен I_R3=I₇=V_B5/R₃=11,3мкА.

V_BE5=Vt·ln(9.5мкА/Inpn)=0,553В;

V_BE5=0,555В;

V_B5=V_BE5+R₁·9,5мк

А=0,565В.

Расчёт усилительного каскада

На Рис. 15 приведена схема усилительного каскада, который состоит из транзисторов Q₁₆, Q₁₇, сопротивлений R₈, R₉и конденсатора C_С.

Рис. 15 Усилительный каскад

Значение напряжения база-эмиттер транзистора Q₁₇ определяется выражением

V_BE17=Vt·ln(550мкА/ISNPN),

при этом значение напряжения будет равноV_B17+R₈·550мкА=0,716В. Ток через резистор R₉, ток базы Q₁₇ и ток через Q₁₆имеет следующие значения:

I_R9=V_B17/R₉=14,3мкА;

I_B17=550мкА/в+1=2,2мкА;

I₁₆=I_B17+I_R9=16,5мкА.

Расчёт выходного каскада

На Рис. 16 приведена схема выходного каскада, состоящего из транзисторов Q₁₈, Q₁₉, Q₁₄, Q₂₀, Q₂₃ и сопротивлений R₆, R₇, R₁₀.

Рис. 16 Выходной каскад

Ток, задаваемый транзистором Q_13A, задаёт режим работы транзисторов Q₁₈, Q₁₉, которыйравен сумме токов через транзисторы Q₁₈,Q₁₉и равен I₁₈+I₁₉=180мкА. Токи через транзисторы Q₁₈,Q₁₉соответственно равны I₁₈=164мкА; I₁₉=15,7мкА. Ток транзистора Q₁₄равен I₁₄=150мкА.

• 2.2 Исследование режимов работы ОУ с помощью САПР
• Полное описание SPICE модели uA741 приведено в приложении А. На Рис. показано напряжение смещения нуля до облучения гамма-квантами.
• Из данной характеристики видно смещение нуля равное 690 мкВ. По экспериментальным данным оно равно 851,326 мкВ. На Рис. 18 приведены сигналы, подаваемые на входы uA741, а также сигнал, снимаемый с выхода ОУ. Входные сигналы представляют собой постоянное смещение нуля, поданное на один из входов и переменный синусоидальный сигнал с амплитудой 108мкВ, поданное на другой вход uA741.
• Рис. 17Входное напряжение смещения нуляuA741 до облучения

Рис. 18Входные и выходной синусообразные сигналы

Коэффициент усиления uA741, полученный из Рис. 18, равен 120·10³. Коэффициент усиления, полученный из экспериментальных данных, в схеме с разорванной петлёй обратной связи равен 180·10³. Расхождение между экспериментальными данными и результатами моделирования не превышает 30%.

• 2.3 Схемотехническое моделирование характеристик ОУ с учётом влияния гамма-излучения
• Для схемотехнического моделирования uA741 при воздействии радиации использовались три варианта макромодели (см. п. Г.3). Отличие этих вариантов макромоделей заключалось в эффективности влияния на деградацию характеристик ОУ, а именно, рассматривались эффекты сильной, средней и слабой деградации. При этом эффективность деградации определялась радиационно-зависимыми параметрами макромодели БТ, входящих в состав ОУ. На Рис. 19 представлена экспериментальная зависимость коэффициента усиления ОУ от поглощённой дозы. НаРис. 20 представлено сравнение экспериментальных (показаны пределы 20% отклонения) и смоделированных результатов коэффициента радиационных повреждений для трёх степеней деградации. Коэффициент радиационных поврежденийопределяется как отношение коэффициента усиления ОУ после облучения к значению до облучения:

• Рис. 19Экспериментальный график истинного усиления
• Рис. 20Зависимость радиационного коэффициента в от дозы
• Как видно из Рис. 20, в 20% интервал попадают две характеристики ОУ, смоделированные с учётом слабой и средней степени радиационно-индуцированной деградации биполярных транзисторов. При этом наилучшее совпадение с экспериментальными данными показывает случай слабой степени деградации характеристик (сплошная линия). В связи с этим, моделирование uA741 проводилось с использованием варианта макромодели, при котором деградация параметров биполярного транзистора наименьшая.
• На Рис. 21 приведена амплитудно-частотная характеристика uA741 со слабой эффективностью влияния гамма-излучения.
• Рис. 21Амплитудно-частотная промоделированная характеристика uA741
• Также было исследовано изменение смещения нуля и амплитуды выходного сигнала uA741 при подаче на один из входов синусоидального сигнала.
• Данные моделирования в зависимости от поглощённой дозы сведены в Табл. 1, а так же представлены на Рис. 1.
• Рис. 22 Изменение смещения нуля с ростом поглощённой дозы
• Из табличных данных видно,
• что происходит существенное изменение смещения нуля, что в свою очередь будет ограничивать радиационную стойкость ОУ.
• Помимо смещения нуля также было исследовано влияние режимов, рабочих токов и напряжений на радиационную стойкость uA741 при воздействии гамма-излучения.
• Табл. 1Смещение нуля и выходные амплитуды ОУ при подаче синусоидального сигнала

Доза,рад	Изменение смещения нуля, В	Изменение амплитуды выходного сигнала, В
0	6,94·10-4	25,11
3,50·105	8,06·10-4	21,588
7,00·105	9,24·10-4	18,814
8,75·105	9,85·10-4	17,65
1,40·106	1,17·10-3	14,804
2,10·106	1,44·10-3	12,063
2,54·106	1,62·10-3	10,751
2,80·106	1,73·10-3	10,085
3,24·106	1,92·10-3	9,103
3,50·106	2,04·10-3	8,5961

• На Рис. 23 иРис. 24 приведены графики амплитуд токов и напряжений в зависимости от поглощённой дозы для следующих транзисторов: Q₄, Q₈, Q₁₂, Q_13A, Q₁₄, Q₁₇, Q₂₀, Q_23A.
• Из представленных Рис. 23, Рис. 24 видно, что при увеличении поглощённой дозы происходит существенное изменение амплитуды токов транзисторов (Q_23A, Q_13A, Q₁₇) и напряжений транзисторов (Q_23A, Q_13A, Q₁₇, Q₂₀, Q₁₄), что негативно сказывается на работе ОУ и является причиной уменьшения коэффициента усиления ОУ.
• Рис. 23Амплитуды токов для случая слабой степени деградации
• Рис. 24Амплитуды напряжений для случая слабой степени деградации
• Исследование радиационной стойкости uA741 показало, что основной причиной деградации ОУ является изменение смещения нуля, а также нарушение режимов работы, токов и напряжений транзисторов Q_23A, Q_13A,Q₁₇. Для определения собственной радиационной стойкости uA741 проводилось схемотехническое моделирование без компенсации смещения нуля при увеличении поглощённой дозы. Уровень радиационной стойкости uA741 определялся по максимальному уровню дозы гамма-излучения,при котором не происходит нелинейных искажений выходного сигнала. При этом входной сигнал устанавливался на уровне 17,2 мкВ. Результаты моделирования представлены на Рис. 25.
• Реальная радиационная стойкость uA741 составила 126 крад, что соответствует заявленным значениям для данного ОУ.
• А) Б)
• В) Г)
• Рис. 25 Выходной синусообразный сигнал без коррекции смещения нуля при дозе 0 рад (А), 50 крад (Б), 100 крад (В), 150 крад (Г)
• 2.4 Анализ влияния гамма-излучения на характеристики ОУ
• Для увеличения радиационной стойкости ОУ необходимо знать влияние гамма-излучения на работу его каскадов. В связи с этим было проведено схемотехническое моделирование всего ОУ uA741с учётом влияния гамма-излучения и были вычисленыкоэффициенты усиления отдельных каскадов. На Рис. 26 представлена зависимость коэффициента усиления для дифференциального, усилительного и выходного каскадов. Подробные данные о выходных сигналах и усилении каскадов ОУ сведены в Табл. 2.
• По результатам этого расчёта можно сделать вывод, что уменьшение коэффициента усиления uA741происходит из-за снижения коэффициента усиления дифференциального каскада,в то время как на усилительном и выходном каскадах практически не изменяется усиление с увеличением уровня поглощённой дозы.
• Рис. 26Усиление отдельных каскадов ОУ uA741
• Табл. 2 Данные моделирования для отдельных каскадов

ОУ uA741	Дифференциальный каскад	Усилительный каскад	Выходной каскад
доза,крад	Входной сигнал, мкВ	Выходной сигнал, мВ	усиление	Выходной сигнал, В	усиление	Выходной сигнал, В	усиление
0	108	98,9	458,07	25,144	254,13	25,108	0,99
350	108	71,7	332,97	18,24	254,38	18,215	0,99
700	108	60,3	278,95	15,324	254,32	15,304	0,99
875	108	56,1	259,93	14,278	254,31	14,258	0,99
1400	108	47,1	218,10	11,975	254,20	11,958	0,99
2100	108	39,3	181,79	9,973	253,98	9,959	0,99
2540	108	35,7	165,13	9,0551	253,87	9,0419	0,99
2800	108	33,9	156,80	8,5959	253,81	8,5834	0,99
3240	108	31,2	144,60	7,9241	253,70	7,9126	0,99
3500	108	29,9	138,33	7,5787	253,64	7,5677	0,99

• Для более детального изучения поведения отдельных каскадов была проведена серия схемотехнических расчётов ОУ, в каждом из которых отключалось воздействие излучения на какой-либо отдельный каскад(см. Рис. 27)(за счёт использования в таком каскаде моделей транзисторов, не учитывающих радиационное воздействие).
• Рис. 27 Усиление uA 741 cотключением радиационного воздействия на каскад
• По результатам такого расчёта выяснилось, что при отключении воздействия излучения на усилительный каскад коэффициент усиления всего ОУ практически не меняется с увеличением дозы. Транзисторы Q₁₅, Q₂₁, Q₂₂, Q₂₄ во всём диапазоне полученной дозы имеют токи не выше десятков--сотен пикоампер и не оказывают влияния на режим работы всего ОУ.
• Кроме того, было проведено моделирование всего ОУ при замене радиационной макромодели на нерадиационную для отдельных транзисторовQ₁₆и Q₁₇, составляющих усилительный каскад.
• На Рис. 28 показана зависимость усиления uA741 от поглощённой дозы для случая с поочерёдно отключаемыми макромоделями транзисторов Q₁₆и Q₁₇.
• Рис. 28Усиление uA741 с отключаемыми радиационными моделями транзисторов Q₁₆и Q₁₇
• Результаты анализа данных, приведённых на рисунках Рис. 26 - Рис. 28, показывают следующее: несмотря на то, что коэффициент усиления усилительного каскада мало меняется с дозой,изменение рабочих токов и напряжений именно транзисторов Q₁₆, Q₁₇ приводит к сильной деградации усиления всего ОУ uA741. Таким образом, для увеличения радиационной стойкости ОУ uA741 необходимо уменьшить влияние радиационного воздействия на режимы работы транзисторов Q₁₆и Q₁₇. Кроме этого, для увеличения радиационной стойкости uA741 необходимо уделить внимание компенсации сдвига смещения нуля ОУ при воздействии гамма-излучения.
• Аналогичные исследования целесообразно проводить при разработках ОУ с повышенной радиационной стойкостью для выявления влияния режимов работы, токов и напряжений транзисторов, входящих в состав ОУ.
• 3. Конструкторско-технологическая часть
• 3.1 Описание конструкции транзисторов
• 1.Подготовка кремниевых подложек КДБ - 10 (N = 1.5*10¹⁵ см^-3)(см.Рис. 29).
• Технологически чистой считается поверхность, которая имеет концентрацию примесей, не препятствующую воспроизводимому получению заданных значений и стабильности параметров микросхем. Даже в случае не очень высоких требований к чистоте поверхности концентрации примесей не должна превышать 10^-8 - 10^-7 г/см².
• Для очистки поверхности пластин в настоящее время применяется химическая обработка кремниевых пластин в горячем (75 - 80 °С) "универсальном" перекисно-аммиачном растворе, содержащем Н₂О₂ и NH₄ОН. В процессе обработки пергидроль разлагается с выделением атомарного кислорода: Н₂О₂ = Н₂О+О. Атомарный кислород окисляет, как органические, так и неорганические загрязнения. Щелочь NH₄ОН ускоряет реакцию разложения пергидроля, а так же связывает в хорошо растворимые комплексные металлы первой и второй групп периодической таблицы.
• Так же в процессе очистки применяется промывка пластин. Для промывки применяется особо чистая деионизованная вода.
• Рис. 29 Подготовка кремниевой подложки КДБ - 10
• 2. Первое окисление проводится для создания маски из диоксида кремния на поверхности пластин. Окисление проводится в сухом кислороде при температуре 1000 - 1350 °С. Процесс окисления продолжается до тех пор, пока толщина окисла на поверхности пластины не будет достаточной для проведения первой фотолитографии (примерно 0.9-1.5 мкм).
• 3. Первая фотолитография. Проводится, для формирования окон в слое диоксида кремния для создания n^- скрытого слоя.
• Процесс фотолитографии состоит из трех основных этапов:
• формирование на поверхности пластины слоя фоторезиста;
• передача изображения с шаблона на фоторезистивный слой;
• формирование конфигурации элементов микросхем при помощи этой маски.

Нанесение позитивного фоторезиста на подложку осуществляется методом центрифугирования. При этом на центрифугу устанавливают пластину и закрепляют ее вакуумным присосом. Затем включают центрифугу и при достижении определённой скорости вращения на пластину подаётсядозированное количество фоторезиста. При этом жидкийфоторезист растекается под действием центробежных сил. Подбирая число оборотов центрифуги, добиваются точного установления толщины слоя фоторезиста. При центрифугировании толщина и качество слоя зависят от температуры и влажности окружающей среды. Центрифугированием трудно получить равномерные слои толщиной более двух микрон, разброс по толщине составляет ± 10%, в слое фоторезиста имеются механические напряжения. В центр вращения пластины возможно всасывание включение из внешней среды. После нанесения фоторезиста проводится операция его сушки при температуре 120-180 °С.

После первой операции первой сушки фоторезиста проводится операция экспонирования, при которой происходит перенос изображения с фотошаблона на фоторезистивный слой. Поскольку фоторезист имеет узкую спектральную область поглощения (350-400нм) и относительно низкую фоточувствительность, то применяются источники ультрафиолетового излучения, ртутно-кварцевые лампы, обеспечивающие высокие освещённости ( до десятков тысяч люкс ). Для согласования спектров поглощения фоторезиста и источника излучения применяют светофильтры. Параллельность пучка ультрафиолетового излучения, необходимая для уменьшения полутеней, обеспечивается системой конденсоров из пяти линз. Неравномерность освещения по полю экспонирования не должна превышать 50 - 10%.

Проявление позитивного фоторезиста представляет собой простое растворение необлученных участков в органических растворителях: толуоле, трихлорэтилене, диоксане и др. Сушка проявленного слоя проводится при температуре 120 - 180 °С. От температуры сушки и характера ее повышения во время сушки зависит точность передачи размеров изображений. Резкий нагрев вызывает оплывание краёв, поэтому для точной передачи малых размеров (0.35 - 1 мкм) следует применять плавное или ступенчатое повышение температуры. Примерный режим обработки фоторезиста: 10 - 15 минут при комнатной температуре, 20 - 25 минут, в термостате при 120 °С, затем переключение термостата на 150 - 160 °С и нагрев до этой температуры.

Травление SiO₂ производится в водном растворе плавиковой кислоты - HF:Н₂О₂ (1:10).

4. Формирование скрытого n^- в кремниевой пластине КДБ - 10 производится методом ионного легирования фосфора (Д = 15 мкК/см², разгонка Т = 1200 °С, t = 15ч). При ионном легировании, разогнанные электрическим полем, обладающие значительной энергией ионы фосфора, внедряясь в кристалл полупроводника, занимают в его решётке положение атомов замещения и создают n^- скрытый слой.

5. Формирование n⁺ скрытого слоя. Проводится для уменьшения последовательного сопротивления коллектора n-p-n транзистора. Для формирования n⁺ скрытого слоя проводятся операции окисления, фотолитографии и диффузия сурьмы из сурьмяно - силикатного стекла (Т = 1200 °С, t = 30 мин., разгонка Т = 1200 °С, t = 1,5 ч.).

Рис. 30Операция подготовки n - кармана для p-n-p транзистора методом ионного легирования и операция формирования n+ скрытого слоя методом диффузии сурьмы

6. Формирование скрытого р⁺ слоя проводится для уменьшения последовательного сопротивления коллектора p-n-р транзистора. Для формирования p⁺ скрытого слоя проводятся операции окисления, фотолитографии и диффузия бора из нитрида бора(Т = 1000 °С, t = 30 мин., разгонка Т = 1200 °С, t = 2 ч.).

Рис. 31формирование скрытой p+ области методом диффузии бора

7. Подготовка пластин к эпитаксиальному наращиванию. Проводится химическая обработка поверхности пластин.Процесс эпитаксиального наращивания для создания слоя n-типа.

8. Процесс диффузии нижнегоp+ в эпитаксиальную область n-типа

(КЭФ-2 Ом/см , концентрация фосфора 3*10¹⁵), разгонка бора из уже загнанного p+ слоя (T=1150 °С, t = 4 ч.).

9. Формирование верхнего p- слоя ионным легированием бора E=100кЭВ(Д = 2 мкК/см², разгонка одновременно с нижним p+ слоем и слоем p+ в эпитаксиальной области при Т = 1150 °С, t = 4 ч.). Процесс формирования коллектора p-n-р транзистора и изоляции n-р-n транзистора диффузией бора.

Рис. 32 Формирование p- областей

10. Процесс формирования базы p-n-р транзистора и легирование коллектора n-p-n транзистора ионным легированием фосфора (Д = 12 мкК/см², разгонка при Т = 1100 °С, t = 1 ч.).

11. Процесс формирования базы n-p-n транзистора и легирование коллектора p-n-р транзистора диффузией бора из газовой фазы (Д = 12 мкК/см², разгонка при Т = 1100 °С, t = 1 ч.).

Рис. 33Формирование коллекторных и базовых областей транзисторов

12. Процесс формирования эмиттера p-n-р транзистора и легирование базы n-p-n транзистора (загонка при Т = 950 °С, t = 20 мин.).

13. Процесс формирования эмиттера n-p-n транзистора и легирование базы p-n-р транзистора (загонка при Т = 950 °С, t = 20 мин.).

Рис. 34Формирование эмиттерных областей и подлегирования базовых и коллекторных областей

14. Вскрытие контактных окон к р⁺ и n⁺ областям транзисторных структур.

15.Напыление алюминия.

16.Формирование металлизированной разводки ОУ.

Рис. 35 Окисление защитного слоя SiO₂ и напыление Al

Измерение характеристикБТ

Измерение вольт-амперных характеристик n-p-nи p-n-pтестовых структур проводятся по схеме с общим эмиттером, показанной на Рис. 36 и Рис. 37, соответственно. При этом, если тестовые структуры не запаяны в корпус, то необходимо использовать зондовую установку.

Рис. 36 Схема установки для снятия ВАХ n-p-n - БТ

Рис. 37 Схема установки для снятия ВАХ p-n-p- БТ

На Рис. 38 представлена топология n-p-nи p-n-pтестовых структур распаянных в корпус.

А) Б)

Рис. 38 Топология n-p-n(А) и p-n-p(Б) тестовых структур, распаянных в корпус

• 3.2 Описание конструкции ОУ
• Для схемотехнического моделирования в САПР OrCAD была собрана электрическая схема uA741, приведённая на Рис. 39.


Рис. 39Электрическая схема uA741

В этой схеме можно выделить каскады ОУ, такие как: дифференциальный, усилительный, выходной, токовое зеркало и защитные транзисторы. Дифференциальный каскад является входным и имеет два входа. Он производит усиление входного сигнала и передаёт этот сигнал на усилительный каскад. Усилительный каскад производит усиление сигнала по току и напряжению, фактически формируя уровень выходного сигнала всего ОУ. Выходной каскад является неинвертирующимповторителем и фактически просто передаёт сигнал с выхода усилительного каскада на выход ОУ. Задачей выходного каскада является формирование выходного сопротивления ОУ. Токовое зеркало предназначено для формирования токов, задающих правильный режим работы транзисторов. Защитные транзисторы (Q₁₅,Q₂₁, Q₂₂, Q₂₄) предотвращают выход схемы из рабочего состояния из-за обратно протекающих токов. Эти транзисторы в условиях правильных токов и напряжений, приложенных к ОУ, практически не искажают его работу.


• 4. Экологическая часть
• 4.1 Исследование возможных вредных факторов при эксплуатации ЭВМ и их влияние на пользователя
• Вредные или опасные факторы встречаются в любой деятельности человека. Для уменьшения влияния неблагоприятных факторов производства на организм человека и вероятности травм разработаны законодательные акты и различные мероприятия, которые формируют систему охраны труда. Различают опасные и вредные факторы.Опасный фактор - это фактор, наносящий сильный вред здоровью и приводящий к травмам.Вредный фактор - это наносящий вред здоровью, а при длительном воздействии может стать опасным. При работе с электронной вычислительной машиной (ЭВМ) у оператора могут появиться различные ощущения, такие как: зуд кожи лица, боль в глазах, головная боль и боли в мышцах рук, спины и шеи. ЭВМ являются источником опасности, так как источником питания для них является стандартная сеть питания с переменным напряжением 220 В и частотой 50 Гц и при ударе электрическим током могут произойти повреждения, связанные с: термическим, электролитическим, биологическим, механическим воздействием тока. Так же присутствует фактор воздействия электромагнитных полей с частотой не менее 60 Гц, это воздействие заставляет совершать подобные колебания молекулы, что инициирует трансформацию в клетках. Кроме того операторы ЭВМ подвергаются повышенным нагрузкам на нервную систему, из-за чего у них развивается синдром компьютерного стресса, который воздействует на все функциональные органы человека.

• 4.2 Эргономические требования к рабочим местам пользователей

К рабочим местам пользователей ЭВМ предъявляются требования по микроклиматическим параметрам таким, как температура, влажность, скорость движения воздушной массы, а также освещённости и уровню шума. Эти требования можно найти в различных документах[13-14]. Оператор ЭВМ должен находиться в помещении, где площадь рабочего места больше 6 м² и объём не менее 20 м³, температура 19-21 °С, влажность воздуха 55-62 %, скорость воздуха 0,1-0,2 м/с. Уровень шумового воздействия, в зависимости от расположенных в помещении вычислительных машин, не должен превышать 75 дБА для помещений с мощными ЭВМ и 65 дБА для помещений с персональными ЭВМ. Помещения должны иметь оконные проёмы, для попадания внутрь помещения естественного света, с возможностью их закрытия с помощью жалюзи или занавесей. Рабочее место необходимо размещать на расстоянии 1,5 м и 1 м от стен с оконным проёмом и сплошных соответственно. Освещение должно быть равномерным в пределах 400-700 Лк с предпочтительным использованием люминесцентных ламп с цветовой температурой 3500-4200 K. Для локальной подсветки допускается использование светильников с уровнем освещённости 300 Лк. Окраска помещения должна быть в пастельных тонах для лучшего диффузного рассеянья света. Так же необходимо, что бы мониторы на разных рабочих местах были на расстоянии больше метра друг от друга, а сами мониторы должны иметь возможность изменения высоты и угла дисплея. Устройства ввода необходимо располагать на расстоянии свыше 100 мм, но не более 300 мм от края стола со стороны оператора ЭВМ.

...