ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ
National Research Nuclear University MEPHI presents
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ
ИПPОИЗВОДСТВЕННЫЙ
ЖУPНАЛ
УЧPЕДИТЕЛИ
ФГБУ науки
Институт пpобëеì упpавëения
иì. В. А. Трапезникова PАН,
НП “Наöионаëüная техноëоãи÷еская паëата”,
ООО “Сенсиäат-Пëþс” (изäатеëü)
Гë. реäактор
Заì. ãë. pеäактоpа
Отв. секретарü
Ф. Ф. Пащенко
А. Ф. Каперко
Г. М. Баpанова
Выпускаþщий реäактор С. В. Суханова
PЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
А.В. Анäрþøин, ä. т. н., проф.,
Э.К. Аракеëян, ä. т. н., проф.,
Г. М. Баранова,
С. Н. Васиëüев, акаä. РАН,
Г. И. Джанäжãава, ä. т. н., проф.,
Е. Л. Ерёìин, ä. т. н., проф.,
А. Н. Житков, к. т. н., äоö.,
А. А. Ищенко, к. э. н.,
С. И. Касаткин, ä. т. н., проф.,
А. М. Касиìов, ä. т. н.,
А. Ф. Каперко, ä. т. н., проф.,
Б. В. Лункин, к. т. н.,
В. П. Меøаëкин, акаä. РАН,
В. П. Морозов, ä. т. н.,
Д. А. Новиков, акаä. РАН,
Ф. Ф. Пащенко, ä. т. н., проф.,
А. Ф. Пащенко, к. т. н.,
Г. А. Пикина, ä. т. н., проф.,
Б. И. Поäëепеöкий, к. т .н., äоö.,
В. В. Поëяков
Н. Л. Прохоров, ä. т. н., проф.,
А. Ф. Рез÷иков, ÷ë.-корр. РАН,
О. С. Сироткин, ÷ë.-корр. РАН,
Кукäжин Чун, ä. т. н., проф.,
М.В. Уëüянов, ä. т. н., проф.,
В. А. Шахнов, ÷ë.-корр. РАН,
М. С. Шкабарäня, ä. т. н., проф.,
И. Б. Яäыкин, ä. т. н., проф.
PЕГИОНАЛЬНЫЕ PЕДСОВЕТЫ
(руководители)
Санкт-Петеpбуpг
В. Г. Кноppинã, ä. т. н., проф. — (812) 297-60-01
Нижний Новгород
С. М. Никуëин, ä. т. н., проф. — (831) 436-78-40
Екатеринбург
С. В. Порøнев, ä. т. н., проф. — (343) 375-97-79
Новосибиpск
Ю. В. Чуãуй , ä. т. н., проф. — (383-3) 33-73-60
Красноярск
В. Г. Патþков, ä. т. н., проф. — (391-2) 912-279
Бийск
Ю. А. Гаëенко, ä. т. н., проф. — (3854) 43-25-69
Пенза
М. А. Щербаков, ä. т. н., проф. — (841-2) 56-37-08
Рязань
С. Н. Кириëëов, ä. т. н., проф. — (491-2) 92-04-55
Ульяновск
Н. Г. Яруøкина, ä. т. н., проф. — (842-2) 43-03-22
Ижевск
В. А. Аëексеев, ä. т. н., проф. — (341-2) 21-29-33
Оренбург
М. Г. Ку÷еpенко, ä. т. н., проф. — (353-2) 77-34-19
Тула
В. Я. Pаспопов, ä. т. н., проф. — (487-2) 35-19-59
Воронеж
В. К. Битþков, ä. т. н., проф. — (473-2) 55-36-94
Курск
В. С. Титов, ä. т. н., проф. — (471-2) 58-71-12
Тамбов
С. В. Мищенко, ä. т. н., проф. — (475-2) 72-10-19
Липецк
Ю. И. Куäинов , ä. т. н., проф. — (4742) 32-80-53
Астрахань
И. Ю. Петрова, ä. т. н., проф. — (851-2) 25-73-11
Минск
И. С. Манак, к. ф.-ì. н. — (417) 278-13-13
Уфа
А. И. Гуëин, ä. т. н., проф. — (347-2) 43-14-70
1
Представляет Национальный Исследовательский Ядерный
Университет "МИФИ"
, Жуков А. И. Моäернизированная физи÷еская ìоäеëü äëя проãноПершенков
В. С.
зирования раäиаöионных эффектов в эëеìентах ИМС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Барбашов В. М., Трушкин Н. С. Моäеëирование функöионаëüных отказов БИС äëя
обеспе÷ения инфорìаöионной безопасности систеì при возäействии раäиаöии . . . . 7
Родин А. С., Жуков А. С., Фелицын В. А., Бакеренков А. С., , Матейко
А. А., Цыганков С. А. Чувствитеëüностü экспëуатаöионных характеристик ìикроконтроëëера
к ионизируþщеìу изëу÷ениþ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Першенков В. С.
Краснюк А., Марьина Е., Имаметдинов Э. Аëãоритìы тестирования ãетероãенных изìеритеëüных
систеì на этапе проектирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Бочаров Ю. И., Бутузов В. А., Симаков А. Б., Звягин А. А., Ковшаров И. Д. Интеãраëüный
исто÷ник опорноãо напряжения äëя ìикросистеì на кристаëëе . . . . . . . . . . 22
Воронов Ю. А., Куренков А. В. Фотоäиоäный äат÷ик уãëа поворота . . . . . . . . . . . . . . 29
Палагута К. А., Воронов Ю. А., Груненков Н. В., Пикалов Е. В. Оöенка возìожности
приìенения теневоãо опти÷ескоãо äат÷ика в систеìах управëения испытаний ëопаток
ãазотурбинноãо äвиãатеëя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Александрова Д. А., Беляков В. В., Матвеев Н. В., Несмачная Л. В. Систеìа изìерения
конöентраöии уãëевоäороäных ãазов на основе конäуктоìетри÷еских äат÷иков . . . . . 36
Этрекова М. О., Подлепецкий Б. И., Литвинов А. В., Самотаев Н. Н., Облов К. Ю.,
Афанасьев А. В., Ильин В. А. МДП-конäенсаторные äат÷ики воäороäа на основе
SiC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Подлепецкий Б. И., Самотаев Н. Н., Этрекова М. О., Литвинов А. В. Вëияние конструктивно-техноëоãи÷еских
параìетров на характеристики МДП-конäенсаторных äат÷иков
конöентраöии ãазов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Шалтаева Ю. Р., Громов Е. А., Головин А. В., , Несмачная Л. В.,
Матвеев Н. В., Жуков А. И., Родин А. С., Матейко А. А. Двухпоëярный трансиìпеäансный
усиëитеëü тока äëя спектроìетра ионной поäвижности . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Першенков В. С.
Воронов Ю. А., Веселов Д. С., Матейко А. А. Вëияние состава травитеëей на структурно-топоëоãи÷еские
параìетры äат÷иков на основе МЭМС-техноëоãий . . . . . . . . . 60
Курбанова Д. М., Баберкина Е. П., Гришин С. С., Александрова Д. А., Коваленко А. Е.,
Беляков В. В., Шалтаева Ю. Р., Головин А. В. Иссëеäование сëеäовых коëи÷еств преäеëüных
оäноатоìных спиртов ìетоäоì спектроìетрии ионной поäвижности . . . . . . 64
Александрова Д. А., Баберкина Е. П., Гришин С. С., Курбанова Д. М., Коваленко А. Е.,
Шалтаева Ю. Р., Головин А. В. Иссëеäование сëеäовых коëи÷еств ãетероöикëи÷еских
соеäинений азота на ионно-äрейфовоì äетекторе “КЕРБЕР” . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Груненков Н. В., Воронов Ю. А., Палагута К. А., Пикалов Е. В. Систеìа расøирения
функöионаëüных возìожностей äат÷иков äëя поìощи сëабовиäящиì ëþäяì . . . . . . 74
Журнаë вкëþ÷ен в Пере÷енü веäущих реöензируеìых изäаний ВАК и в RSCI на базе Web of Science
Подписные индексы: П3132 в катаëоãе По÷ты России; 40874 в катаëоãе “Пресса России”
АДPЕС PЕДАКЦИИ: 117997, Москва, уë. Пpофсоþзная, 65, к. 383. Теë./факс: (495) 198-17-20 äоб. 11-60
www.datsys.ru. E-mail: datsys@mail.ru
Ориãинаë-ìакет и эëектронная версия поäãотовëены ООО “Аäвансеä соëþøнз”
Отпе÷атано в типоãрафии ООО “Аäвансеä Соëþøнз”, www.aov.ru. Заказ ds323. Поäписано в пе÷атü 10.08.2023.
Жуpнаë переpеãистpиpован в Феäераëüной сëужбе по наäзору в сфере связи и ìассовых коììуникаöий 26.12.2013.
ПИ №ФС 77-56548. ISSN 1992-7185
Sensors & Systems · № 3.2023
Жуpнаë вкëþ÷ен в Российский инäекс нау÷ноãо öитирования (РИНЦ). На сайте Нау÷ной эëектронной бибëиотеки
(www.elibrary.ru) äоступны поëные тексты статей.
© Сенсидат-Плюс, 2023
СОДЕРЖАНИЕ
МАЙ—
ИЮНЬ
2023
№ 3 (268)
Стр.3
MONTHLY
SCIENTIFIC-TECHNICAL
AND PRACTICAL JOURNAL
FOUNDERS
V. A. Trapeznikov Institute of Control Sciences,
Russian Academy of Sciences,
Non-commercial partnership
“National technological house”,
LLC “Sensidat-Plus” (publisher)
Editor-in-Chief
Deputy Editor-in-Chief
Executive Secretary
Managing editor
EDITORIAL BOARD
Andryushin A.V., D.Sc. (Tech.), Prof.,
Arakelyan E. K., D.Sc. (Tech.), Prof.,
Baranova G. M.,
Vasilyev S. N., Acad., RAS,
Dzhandzhgava G. I., D. Sc. (Tech.), Prof.,
Eremin E. L., D. Sc. (Tech.), Prof.,
Zhitkov A. N., Ph. D. (Tech.), Assoc. Prof.,
Ishchenko A. A., Ph. D.,
Kasatkin S. I., D. Sc. (Tech.), Prof.,
Kasimov A. M., D. Sc. (Tech.),
Kaperko A. F., D. Sc. (Tech.), Prof.,
Lunkin B. V., Ph. D. (Tech.),
Meshalkin V. P., Acad., RAS,
Morozov V. P., D. Sc. (Tech.),
Novikov D. A., Acad., RAS,
Pashchenko, F. F., D. Sc. (Tech.), Prof.,
Pashchenko, A. F., Ph. D. (Tech.),
Pikina G. A., D. Sc. (Tech.), Prof.,
Podlepetskiy B. I., Ph. D. (Tech.),
Polyakov V. V.,
Prokhorov N. L., D. Sc. (Tech.), Prof.,
Chun Kukjin, D. Sc. (Tech.), Prof.,
Rezchikov A. F., Corr. mem., RAS,
Sirotkin O. S., Corr. mem., RAS,
Ulyanov M.V., D.Sc. (Tech.), Prof.,
Shakhnov V. A., Corr. mem., RAS,
Shkabardnya M. S., D. Sc. (Tech.), Prof.,
Yadykin I. B., D. Sc. (Tech.), Prof.
REGIONAL EDITORIAL COUNCILS
(leaders)
Saint-Petersburg
Knorring, V. G., D. Sc. (Tech.), Prof. — (812) 297-60-01
Nizhny Novgorod
Nikulin, S. M., D. Sc. (Tech.), Prof. — (831) 436-78-40
Ekaterinburg
Porshnev, S. V., D. Sc. (Tech.), Prof. — (343) 375-97-79
Novosibirsk
Chuguy, Yu. V. , D. Sc. (Tech.) — (383-3) 33-73-60
Krasnoyarsk
Patyukov, V. G., D. Sc. (Tech.), Prof. — (391-2) 912-279
Biysk
Galenko, Yu. A., Dr. Sci. (Tech.) — (3854) 43-25-69
Penza
Shcherbakov, M. A., D. Sc. (Tech.), Prof. —
(841-2) 56-37-08
Ryazan
Kirillov, S. N., D. Sc. (Tech.), Prof. — (491-2) 92-04-55
Ulyanovsk
Yarushina, N. G., D. Sc. (Tech.), Prof. —
(842-2) 43-03-22
Izhevsk
Alekseev, V. A., Dr. D. Sc. (Tech.), Prof. —
(341-2) 21-29-33
Orenburg
Kucherenko, M. G., D. Sc. (Phys.-Math.), Prof. —
(353-2) 77-34-19
Tula
Raspopov, V. Ya., D. Sc. (Tech.), Prof. —
(487-2) 35-19-59
Voronezh
Bityukov, V. K., D. Sc. (Tech.), Prof. — (473-2) 55-36-94
Lipetsk
Kudinov, Yu. I. , D. Sc. (Tech.), Prof. —
(4742) 32-80-53
Kursk
Titov, V. S., D. Sc. (Tech.), Prof. — (471-2) 58-71-12
Tambov
Mishchenko, S. V., D. Sc. (Tech.), Prof. —
(475-2) 72-10-19
Astrakhan
Petrova, I. Yu., D. Sc. (Tech.), Prof. — (851-2) 25-73-11
Minsk
Manak, I. S., Ph. D. (Phys.-Math.), Assoc. Prof. —
(417) 278-13-13
Ufa
Gulin, A. I., D. Sc. (Tech.), Prof. — (347-2) 43-14-70
Pashchenko F. F.
Kaperko A. F.
Baranova G. M.
Sukhanova S. V.
№ 3 (268)
MAY—
JUNE
2023
CONTENT
National Research Nuclear University MEPHI presents
, Zhukov A. I. Modernized physical model for prediction of radiation efPershenkov
V. S.
fects in elements of integrated circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Barbashov V. M., Trushkin N. S. Modeling of LSI functional failures to ensure information
security system when exposed to radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Rodin A. S., Bakerenkov A. S.,
Pershenkov V. S. , et al. Sensitivity of the electrical characteristics
of microcontrollers to ionizing radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Krasnyuk A. A., Marina E. V., Imametdinov E. F. Algorithms for testing heterogeneous
measuring systems at the design stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Bocharov Yu. I., Butuzov V. A., Simakov A. B., et al. Integrated voltage reference for microsystems
on a chip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Voronov Yu. A., Kurenkov A. V. Photodiode angle sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Palaguta K. A., Voronov Yu. A., Grunenkov N. V., Pikalov E. V. Evaluation of the possibility
of using a shadow optical sensor in control systems for testing gas turbine engine blades . . . 33
Matveev N. V., Aleksandrova D. A., Belyakov V. V., Nesmachnaya L. V. Hydrocarbon gas
concentration measurement system based on conductometric sensors . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Etrekova M. O., Podlepetsky B. I., Litvinov A. V., et al. MOS-capacitor hydrogen sensors
based on SiC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Podlepetsky B. I., Samotaev N. N., Etrekova M. O., Litvinov A. V. Influence of design
and technological parameters on the characteristics of MIS-capacitance gas concentration
sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Shaltaeva Yu. S., Gromov E. A., Golovin A. V., et al. Development of a bipolar ion transient
current amplifier for an ion mobility spectrometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Veselov D. S., Voronov Yu. A., Sukhoroslova Yu. V. Effect of anisotropic etchants on structural
and topological parameters of sensors based on MEMS technology . . . . . . . . . . . . . . 60
Kurbanova J. M., Baberkina E. P., Grishin S. S., et al. Investigation of trace amounts of
monobasic saturated alcohols by the ion mobility spectrometry method . . . . . . . . . . . . . . . 64
Aleksandrova D. A., Baberkina E. P., Grishin S. S., et al. Investigation of trace amounts of
nitrogen-containing heterocyclic compounds by the ion-mobility spectrometer . . . . . . . . . . 70
Grunenkov N. V., Voronov Yu. A., Palaguta K. A., Pikalov E. V. Device for expansion functionality
of assistance to visually impaired people . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
The journal is included into the list of the leading reviewed by Higher Attestation Commission’s periodicals, publishing
basic results of doctoral and candidate dissertations (2015) and into RSCI based on Web of Science (2015).
Subscription codes: П3132 in the Russian post catalogue; 40874 in the catalogue “The Press of Russia”
EDITORIAL ADDRESS: 65 Profsoyuznaya st., office 383, Moscow, 117997. Tel./fax: (495) 198-17-20 * 11-60
www.datsys.ru. E-mail: datsys@mail.ru
The layout and the electronic version are prepared by LLC "Advanced Solutions".
Printed by Agency LLC "Advanced Solutions", www.aov.ru. Order ds323. Signed for press on 10.08.2023.
The journal is reregistered in the Federal service for supervision in the sphere of communication and mass communications
26.12.2013. PI № FS 77-56548. ISSN 1992-7185
The journal is included into the Russian Science Citation Index (RSCI in Web of Science). On the website of the Scientific
electronic library (www.elibrary.ru) articles’ full-texts are available.
© Sensidat-Plus, 2023
Стр.4
Представляет Национальный Исследовательский
Ядерный Университет "МИФИ"
Представляет Национальный Исследовательский Ядерный Университет "МИФИ"
National Research Nuclear University MEPHI presents
Национальному Исследовательскому Ядерному Университету
Московскому инженерно-физическому институту (НИЯУ МИФИ) в
2022 году исполнилось 80 лет. В 1942 году перед Московским механическим
институтом боеприпасов была поставлена задача выпуска
инженеров-исследователей, сочетающих в себе инженерную подготовку
с глубокими знаниями математики и теоретической физики. С целью подготовки
кадров для ядерной промышленности и науки в 1946 году в институте был создан инженерно-физический
факультет, а в 1953 году весь институт стал называться Московским
инженерно-физическим институтом — МИФИ. В создании и развитии МИФИ принимали
участие академики И. В. Курчатов, Я. Б. Зельдович, А. И. Лейпунский, лауреаты Нобелевской премии академики
Н. Н. Семенов, И. Е. Тамм, И. М. Франк, П. А. Черенков, А. Д. Сахаров, Н. Г. Басов. Поскольку
МИФИ изначально был сформирован как исследовательский университет, взаимодействующий с ядерными
центрами, институтами и предприятиями Росатома, в 2008 году на базе МИФИ был создан Национальный
исследовательский ядерный университет “МИФИ”. Цель создания НИЯУ МИФИ — кадровое и научно-инновационное
обеспечение развития атомной отрасли и других высокотехнологичных секторов экономики
России.
Сегодня НИЯУ МИФИ вышел на новый уровень своего развития. Научно-исследовательская деятельность
НИЯУ МИФИ осуществляется по приоритетным направлениям развития науки и техники. К числу
важнейших из них относятся ядерная физика и энергетика, фундаментальные проблемы науки, прикладные
проблемы: нанофизика и нанотехнологии, микро- и наноэлектроника, информационно-коммуникационные
системы, системы искусственного интеллекта, приборы и системы медицинского назначения.
С первых лет в МИФИ проводились разработки специализированных приборов и уникальных систем
прежде всего для развития ядерной техники и физических экспериментов. Более 70 лет назад основаны
кафедры автоматики, электротехники, электроники и электрофизических установок, в 1965 году — кафедра
электронных измерительных систем и первая в СССР кафедра микро- и наноэлектроники. Эти
кафедры в составе факультета “Автоматика и Электроника” готовили кадры и проводили исследования
в области создания датчиков, приборов и систем на основе современной элементной базы на протяжении
более 50 лет. Участвуя в создании и эксплуатации ядерных установок, ускорителей заряженных частиц,
источников ионизирующих и других излучений, МИФИ получил возможность экспериментально исследовать
действие радиации на элементы и компоненты электронной аппаратуры, а также на биологические
объекты. Разработанная при участии сотрудников НИЯУ МИФИ “Базовая технология прогнозирования,
оценки и контроля радиационной стойкости изделий микроэлектроники” в 2009 году удостоена премии
Правительства РФ.
Датчики на основе микро- и нанотехнологий разрабатываются и исследуются в МИФИ с 1970-х годов.
В последние годы важным направлением являются разработки портативных приборов и систем для оценки
малых концентраций взрывчатых и наркотических веществ, а также токсичных и взрывоопасных газов.
Спецвыпуски журнала “Датчики и Системы”, посвященные значимым событиям деятельности НИИ,
производственных объединений и ВУЗов стали традиционными мероприятиями, представляющими научнотехнические
достижения организаций. К сожалению, в последние три года вследствие ограничений людских
контактов из-за пандемии COVID-19 сократились экспериментальные исследования, требующие коллаборации
специалистов разных кафедр и внешних организаций. Многие научные симпозиумы и конференции
были либо отменены, либо перенесены и проведены дистанционно (он-лайн). Несмотря на перечисленные
трудности ученые и инженеры находят возможности проводить НИР, создавать новейшие электронные
приборы и системы для нужд нашей страны.
В данном выпуске журнала представлены статьи сотрудников, аспирантов и студентов НИЯУ
МИФИ, часть из которых подготовлена совместно с коллегами из отраслевых НИИ. Статьи посвящены
разработкам новых методов и средств измерений малых концентраций газов, взрывчатых и наркотических
веществ, исследованиям элементно-компонентной базы датчиков, приборов и систем, а также влиянию
ионизирующей радиации на элементы интегральных микросхем.
Датчики и Системы · № 3.2023
3
Стр.5