Імітаційна модель інформаційно-вимірювальної системи електричних характеристик функціональних покриттів електронних пристроїв

Abstract

У статті розроблено та досліджено імітаційну модель (на базі математичного процесора MatLab Simulink) інформаційно-вимірювальної системи електричних характеристик (залишкового поверхневого електричного заряду, ємності поверхневого шару тощо) функціональних покриттів електронних пристроїв. Основною метою цієї імітаційної моделі було визначення раціональних параметрів вимірювання розробленої авторами інформаційновимірювальної системи та керування нею, які б спростили процес налагодження такої системи, а також дослідження динамічних режимів її роботи. Основною перевагою розробленої імітаційної моделі є можливість проведення інтерактивного дослідження роботи інформаційно-вимірювальної системи в різних, зокрема граничних, режимах. Випробування імітаційної моделі інформаційно-вимірювальної системи дозволили дослідити її роботу за різних умов і режимів вимірювального експерименту, а також віртуально визначити раціональні параметри роботи такої вимірювально-керуючої системи. Встановлено задовільну розбіжність експериментальних результатів 8-11,5 % порівняно з даними, отриманими аналітичним шляхом, що підтверджує правильність і адекватність складеної моделі.

The article has developed and researched a simulation model (based on the MatLab Simulink mathematical processor) of the information-measuring system of electrical characteristics (residual surface electric charge, surface layer capacitance, etc.) of functional coatings of electronic devices. The main goal of this simulation model is to determine the rational parameters of measurement and control of the information-measuring system developed by the authors, which would simplify the process of setting up such a system, as well as to study the dynamic modes of its operation. The main advantage of the developed simulation model is the possibility of conducting an interactive study of the operation of the information-measuring system in various, including marginal, regimes. Testing of the simulation model of the information-measuring system makes it possible to investigate its operation under various conditions and regimes of the measurement experiment, as well as to virtually determine the rational parameters of the operation of such a measurement and control system. A satisfactory discrepancy of experimental results of 8-11.5% is established in comparison with the data obtained analytically, which confirms the correctness and adequacy of the developed model. The practical value of the conducted research lies in the possibility of designing high-precision informationmeasuring systems, that take into account the results of simulation modeling, thus ensuring high accuracy (the relative error of determining the residual surface electric charge does not exceed 8-8.5%, and the capacitance of the surface layer does not exceed 4.5%) and repeatability (about 0.998) of the results of the conducted research. In the future, it is planned to carry out hardware implementation and research of the information-measuring system of functional coatings of electronic devices, which will be created taking into account the data obtained from the simulation model about the modes of determining electrical characteristics.