Silicon controlled and bidirectional switches characterization and radiation effects

Abstract

Gammairradiation effects on the electrical parameters of the Diode AC switch (DIAC ; PH137 500) and Silicon Controlled Rectifier (SCR ; 2N4444) devices have been studied in detail where gammadose up to 137 X 106 rad was found to cause a serious permanent damage on their electrical characteristics A pronounced increase in the breakover voltage (from 315 V to 35 V) holdingcurrent (from 13 mA to 53 mA) and holding voltage (from 22 V to 32 V) of the DIAC is noticed Besides a severe decrease in the dynamic breakover voltage range (from 10 V to 25 V) and negative resistance (from 750 ohm to 168 ohm) is also observed Exposing the SCRs to gammaradiation similarly causes their turnon voltage and forward voltage drop values to increase from 080 V to 28 V and from 140 V to 450 V respectively Additionally the holding current increases to 18 mA although its initial value is 35 mA For the two devices the linear dependence and high sensitivity of their electrical parameters to gammadose suggest the application of such devices in the field of radiation dosimetry

يعنى هذا البحث لدراسة الخواص الكهربائية لبعض النبائض الإلكترونية مثل الوحدات الثنائية المحكومة (ثيرستور)، وكذلك الموحدات ذات القطبية الثنائية (دياك DIAC) وهي نبائط شائعة الاستخدام كمفاتيح إلكترونية في العديد من أجهزة الإرسال والاستقبال وأجهزة الحاسبات الآلية وكذلك كمحددات للتيار لوقاية الأجهزة من الإشارات الكهربائية العالية خاصة في الأغراض العسكرية حيث تزداد إمكانية تعرضها لجرعات إشعاع عالية بينت الدراسة أن تعرض نبائط الموحدات ذات القطبية الثنائية دياك لجرعات إشعاع جاما يؤدي إلى حدوث تغيير كبير في خواصها الكهربائية حيث تم تسجيل زيادة كبيرة في جهد الانهيار الأمامي (من 315 إلى 35 فولت) وتيار التحكم من (13 إلى 53 ميللي أمبير) وجهد التحكم (من 10 إلى 25 فولت) وقيمة المقاومة السالبة (من750إلى 168 أوم) قد تسجيلة بالإضافة إلى ما فقد فقد بينت الدراسة مدى الثير الحاصل على الخواص الكهربائية لنبائط الوحدات الثنائية المحكومة (ثير أن تعرض تلك الموحدات لإشعاع جاما أدى إلى زيادة كبير في كل من جهدي التوصل والهبوط(من08 إلى 28 فولت) ومن (14 إلى 45 فولت) على التوالي وكذلك فإن زيادة كبيرة قد سجلت في تيار التحكم (من 35 إلى 18 ميللي أمبير) بمعالجة البينات ودراسة التغير في الخواص الكهربائية للنبائط المستعملة وجد أن علاقات خطية تربط معدل التغير في معاملات النبائط مع جرع الإشعاع الجامي الممتصة مما أعطى انطباعا جيدا عن إمكانية تطبيق استخدام كلا الموحدين في مجال قياس الجرعات الإشعاعية الجامية