Modeling the temperature dependence of the energy vibrational redistribution with its own electromagnetic radiation in electronic circuits on MOS transistors
Authors: Бойков К.А. 
Published: July 2024

В статье представлено моделирование температурной зависимости колебательного перераспределения энергии при собственных электромагнитных излучениях в электронных схемах на МОП-транзисторах. Данное исследование охватывает области радиосенсорной технической диагностики и аутентификации, использующие регистрацию электрической составляющей ближнего поля электромагнитных излучений, индуцируемых самим электронным узлом. В программе схемотехнического моделирования ISIS пакета Proteus 8 Professional построена модель ключевого элемента, основанная на методах узловых потенциалов, контурных токов при решении квадратичных уравнений. По рассчитанным параметрам модели получены численные сигнальные радиопрофили электрической составляющей электромагнитных излучений и их температурные зависимости. Показана связь времени затухания колебаний с температурой в виде простого аналитического выражения. Подготовлен и проведен эксперимент по определению корректности полученной температурной зависимости ключевого узла. Проведена корреляционная оценка воспроизводимости сигнальных радиопрофилей, полученных в результате моделирования и при проведении эксперимента. Установлено, что их взаимная корреляция не ниже 0,93, что говорит о достоверности представленного исследования. Сделан вывод о возможности использования полученных результатов в радиосенсорной технической диагностике при определении температуры электронного узла либо для нивелирования температурного дрейфа сигнального радиопрофиля.

This paper presents a temperature dependence model of the energy vibrational redistribution with its own electromagnetic radiation in electronic circuits on MOS transistors. The research was carried out in a new field of technical diagnostics - radiosensory technical diagnostics and authentication, based on the electrical component registration of the electromagnetic radiation near field induced by the electronic unit itself. In the ISIS circuit simulation program of the Proteus 8 Professional package, utilizing PSpice component models, a key element model is built, based on the methods of nodal potentials, loop currents and the solution of quadratic equations. The calculated parameters of the model were used to obtain numerical signal radio profiles of the electrical component of electromagnetic radiation and their temperature dependences. The relationship between the decay time of oscillations and temperature is shown in the form of a simple analytical expression. An experiment was prepared and conducted to determine the temperature of the key node using the presented model. A correlation assessment of the signal radio profiles reproducibility derived as a result of modeling and during the experiment was undertaken. It was found that their mutual correlation is no lower than 0.93, and the error in determining the decay time is no more than 10 %, which indicates the reliability of the presented study. A conclusion is made and the possibility of using the results achived in radiosensor technical diagnostics is shown when determining the temperature of an electronic unit or for leveling the temperature drift of the signal radio profile.