УСТРОЙСТВО И СПОСОБ СТИРАНИЯ ИНФОРМАЦИИ С СИСТЕМЫ АДРЕСАЦИИ МИКРОСХЕМЫ Российский патент 2020 года по МПК G11C16/14 

Изобретение относится к технике записи и стирания информации с неоднородных полупроводниковых носителей информации (устройств энергонезависимой памяти, флэш-памяти).

Типичная ячейка флэш-памяти состоит из транзисторов особой архитектуры и не содержит конденсаторов, чем она и отличается от других типов полупроводниковой памяти. Ячейка флэш-памяти прекрасно масштабируется. Данные флэш-память хранит в ячейках памяти и при отключенном питании. Записанная на флэш-память информация может храниться длительное время и способна выдерживать значительные механические нагрузки, в силу ее защищенности от внешних воздействий.

Основной принцип работы полупроводниковых устройств энергозависимой памяти состоит в хранении заряда в изолированном затворе, например, МОП-транзистора. Если в изолированном затворе хранится заряд, то пороговое напряжение транзистора может изменяться между двумя значениями «0» и «1». Пороговое напряжение изменяется в зависимости от величины заряда, хранимого в изолированном затворе на определенном расстоянии от него.

Информация, содержащаяся в устройстве, обнаруживается путем приложения напряжения к затвору, значение которого лежит между двумя возможными пороговыми значениями напряжений. В одном состоянии транзистор проводит ток, в то время как в другом не проводит, заперт. Хранения заряда на транзисторе с изолированным затвором осуществляется двумя способами. Один основан на хранении заряда в проводящем или полупроводящем слое, окруженном диэлектриком, обычно окисью кремния с плавающим затвором. Другой тип приборов, основан на хранении заряда на дискретных центрах (ловушках) соответствующего диэлектрического слоя. Такие устройства обычно называют приборами захвата.

Для стирания записанной информации в виде остаточной проводимости необходимо восстановить исходную величину потенциального барьера для носителей заряда, пороговое напряжение которого равно значению стертого состояния, предшествующему значению записи. Это означает, что должен произойти процесс, при котором заряд QT, хранимый на дискретных центрах или плавающем затворе на расстоянии L от затвора, должен, как минимум, принять значение, равное «0», а фиксированные значения заряда на поверхности раздела, например, кремний - изолятор и заряд в обедненном слое кремния принять исходное значение предшествующей записи.

Наиболее близким (прототип) к заявляемому устройству по технической сущности является способ и устройство (патент RU 2549111 C1) стирания записанной информации. Он основан на облучении микросхемы мультипликатором усиленных им переменных электромагнитных полей дросселя и конденсатора, за время воздействия этих полей не более 0,5 мс, и состоит в том, что микросхему одновременно облучают электромагнитным полем, представляющим сумму трех переменных электромагнитных полей, для чего микросхему размещают в этом поле:

- первое поле, создаваемое дросселем, частотой 500±50кГц постоянной амплитуды синусоидального импульса, интенсивностью не менее 550 кА/м;

- второе поле, возникающее между обкладками конденсатора, которые установлены в плоскостях разных торцов дросселя, коротких импульсов электромагнитного поля, длительностью импульсов от 50 до 100 не при мощности поля от 70 кВт до 75 кВт в импульсе;

- третье поле мультипликатора, которое образуется в результате мультипликации в объемном образце мультипликатора, состоит из двух электромагнитных полей - импульсного электромагнитного поля с длительностью импульсов от 50 до 100 нс и переменного электромагнитного поля с частотой 500±50 кГц, причем происходит пространственная дисперсия, когда верхний край частотной полосы определяется пространственной периодичностью ω_р≈πс/na (где с/n - фазовая скорость электромагнитных волн в диэлектрике), а нижний край частотной полосы определяется частотой, где С - емкостная характеристика, L - индукционная, причем при одновременном воздействии и мультипликации двух электромагнитных полей в частотном спектре электромагнитного поля, облучающего микросхему, присутствуют как значения излучаемых частот переменных электромагнитных полей дросселя и конденсатора, так и значения результата частотно-фазовой мультипликации дисперсии этих частот, представляющих сумму трех переменных электромагнитных полей и увеличенные ими в 2 раза значения напряженности электромагнитных полей дросселя и конденсатора, кроме того, в процессе облучения микросхемы тестируют сумму энергии трех полей измерителем плотности потока энергии и напряженности электромагнитного поля, а с помощью встроенного контроля подтверждают надежность стирания информации с микросхемы, а также устройство стирания записанной информации, содержащее: устройство подключения питания с входом от сети 220 В, 50 Гц и выходом питания переменного тока, вторичный источник питания с первым входом питания переменным током и первым выходом постоянного тока, задающий генератор с входом управляющего сигнала и сигнальным выходом, дроссель с входом питания полеобразующей системы, причем выход устройства подключения питания соединен с первым входом вторичного источника питания, отличающееся тем, что в него дополнительно введены: аккумулятор с входом и выходом питания, устройство для зарядки аккумулятора с входом и выходом питания, коммутатор с выходом питания, первым входом управляющего сигнала и вторым входом питания, устройство управления с первым входом питания, вторым входом сигнальным и выходом сигнальным управления, устройство согласования с входом сигнальным и выходом сигнальным, встроенный контроль с первым входом питания, вторым сигнальным входом и выходом сигнальным, генератор коротких импульсов с первым входом питания, вторым входом сигнала управления и выходом коротких импульсов тока, низкочастотный фильтр с входом и выходом питания, причем у дросселя выход выполнен по полю, измеритель плотности потока энергии и напряженности электромагнитного поля с входом по полю и выходом сигнала управления, причем в полеобразующую систему дополнительно ведены: мультипликатор электромагнитных полей с двумя входами по полю и двумя выходами по полю, один выход - мультипликация электромагнитного поля коротких импульсов длительностью импульсов от 50 до 100 нс, другой выход - мультипликация электромагнитного поля частотой 500±50 кГц постоянной амплитуды синусоидального импульса, и конденсатор с входом сигнала питания и выходом по полю, кроме того, вторичный источник питания дополнительно имеет второй вход напряжения питания постоянным током от аккумулятора и второй выход напряжения питания, причем корпус полеобразующей системы выполнен из немагнитного металла в форме пустотелого параллелепипеда, внутри которого размещен каркас полеобразующей системы квадратного поперечного сечения, который выполнен из неметаллического немагнитного материала, на боковые стенки которого намотана обмотка дросселя, кроме того, в центральном поперечном сечении дросселя установлен мультипликатор электромагнитных полей, а в плоскостях торцов дросселя установлены обкладки конденсатора, причем на крышке корпуса установлен измеритель плотности потока энергии и напряженности электромагнитного поля, а в его полости - каркас полеобразующей системы, кроме того, измеритель плотности потока энергии и напряженности электромагнитного поля, обкладки конденсатора и дроссель установлены соосно оси корпуса, кроме того, вторичный источник питания вторым входом соединен с выходом аккумулятора, а вторым выходом соединен с входом устройства для зарядки аккумулятора, а первым выходом соединен с входом питания генератора коротких импульсов, входом фильтра, входом питания устройства управления, с первым входом питания встроенного контроля, выход фильтра соединен с входом питания коммутатора, кроме того, устройство для зарядки аккумулятора выходом соединено с входом аккумулятора, причем устройство управления выходом соединено с входом задающего генератора и управляющим входом генератора коротких импульсов, кроме того, выход задающего генератора соединен с входом устройства согласования, выход которого соединен со вторым входом коммутатора, причем вход сигнальный соединен с выходом встроенного контроля второй вход, которого соединен с выходом измерителя плотности энергии, кроме того, выход коммутатора соединен с входом дросселя, а выход генератора коротких импульсов соединен с входом конденсатора, кроме того, выход конденсатора по полю соединен с первым входом по полю мультипликатора электромагнитных полей, а выход дросселя по полю соединен со вторым входом мультипликатора электромагнитных полей по полю, а его выходы по полю соединены с входами микросхемы по полю, причем вход по полю измерителя плотности потока энергии и напряженности электромагнитного поля соединен с выходом по полю мультипликатора электромагнитных полей.

Для стирания записи с устройства энергонезависимой памяти создается три электромагнитных поля. Первое переменное электромагнитное поле с постоянным амплитудным значением спектра, создаваемого дросселем с частотой 500±50 кГц, является отдельным самостоятельным источником пространственного векторного воздействия электромагнитного поля в суммирующим рабочем пространстве дросселя и не создает амплитудно-частотное резонансное воздействие для возбуждения зарядов, а также это поле не засинхронизировано с другими воздействующими электромагнитными полями, поэтому неэффективно инициирует к возбуждению зарядов в изолированных затворах в полупроводниковой структуре микросхемы, а энергия тратится на одновременное нагревание проводников и подложки микросхемы, за счет создания токов Фуко, в металлических элементах схемы, интенсивностью 30 мА расходуется большое потребление тока в цепях дросселя при подаче через коммутатор электропитания от вторичного источника 12 В не менее 550 кА/м с аккумулятором в буферном режиме.

Для стирания записанной памяти дополнительно введено второе импульсное СВЧ электромагнитное поле, которое является отдельным самостоятельным источником пространственного векторного воздействия электромагнитного поля, так же, не за синхронизированным с другими воздействующими электромагнитными полями в суммирующим рабочем пространстве дросселя со своим частотным спектром и временными характеристиками, создаваемое генератором коротких импульсов, которое образуется между обкладками конденсатора, установленными в противоположных плоскостях торцов дросселя. В этом импульсном СВЧ электромагнитном поле, размещается микросхема на мультипликаторе, для которого проводники, подложки и металлические элементы микросхемы являются экранирующими элементами и снижают интенсивность импульсного векторного воздействия на мультипликатор, а импульсное значение вектора напряженности, создаваемое мультипликатором, является составной частью в рабочем пространстве дросселя. Электропитание генератора коротких импульсов осуществляется от постоянного напряжения 12 В, потребляемая мощность в цепи генератора коротких импульсов при работе с учетом потерь 20% (ток утечки конденсатора, нестабильность временных характеристик частоты, запускающих импульсов, нестабильность амплитуды импульса на выходе СВЧ генератора) не обеспечивают полного согласования с частотным спектром мультипликатора, а также отсутствует синхронизация с каналом, создающим первое переменное электромагнитное поле. Дополнительно можно отметить, что мощность поля в импульсе должна составлять не менее 70-75 кВт для создания коротких импульсов электромагнитного поля, длительностью импульсов от 50 до 100 нс.

Третье электромагнитное поле мультипликатора не перестраиваемое, и определено только структурой материала мультипликатора, создается только в момент его облучения СВЧ импульсом второго электромагнитного поля и образуется объемной, слоистой, частотно независимой средой, и, в тоже время, мощность импульсов этого поля длительностью от 50 до 100 нс ослабляется экранирующими элементами микросхемы, вектор электромагнитного поля мультипликатора действует ограниченно только на период длительности короткого СВЧ импульса и его воздействие, так же не засинхронизировано, в виду того, что характеристики электромагнитного поля заведомо определены структурой мультипликатора, а синхронизация с переменным электромагнитным полем с постоянным амплитудным значением спектра создаваемым дросселем с частотой 500±50 кГц и другими воздействующими электромагнитными полями в пространственном объединяющем рабочем объеме дросселя со своим частотным спектром и временными характеристиками отсутствует, а электромагнитное поле, создаваемое генератором коротких импульсов, которое образуется между обкладками конденсатора, установленными в противоположных плоскостях торцов дросселя, служит для создания в ограниченных пределах в структуре мультипликатора изменения групповой и фазовой скоростей пространственного падающего электромагнитного излучения и корректировки направлений силовых линий электромагнитного и электрического поля, фокусируя электромагнитные поля с 20% потерями в области размещения мультипликатора, в результате в объединяющем рабочем объеме дросселя создается область со значением напряженности электромагнитного поля 1050 кА/м для воздействия на микросхему.

Создание трех воздействующих импульсных электромагнитных полей не засинхронизированных с другими воздействующими электромагнитными полями с различными спектральными частотными составляющими в рабочем пространстве дросселя приводит к большим энергетическим затратам, а векторное суммирование электромагнитных полей в рабочем пространстве дросселя в три раза снижает эффективность воздействия на элементы адресации микросхемы, ухудшает качество и надежность стирания информации с микросхемы.

Недостатком этого способа стирания записи с устройства энергонезависимой памяти (микросхемы), является низкая энергетическая эффективность импульсного воздействия на систему адресации микросхемы, так как частотно-временные составляющие спектров воздействующего электромагнитного поля структурно и конструктивно не перестраиваемые, образуются отдельными источниками и разными каналами подключения к пространственному, не засинхронизированному, суммирующему вектора электромагнитных полей, устройству.

Заявляемое изобретение решает задачу улучшения качества и надежности стирания информации с микросхемы без возможности ее восстановления, и уменьшения энергопотребления.

Техническим результатом изобретения является увеличение надежности при бесконтактном способе стирания информации, уменьшение энергопотребления и времени стирания информации электромагнитным полем.

Для этого используется устройство стирания информации с системы адресации микросхемы, содержащее блок подключения питания, соединенный с вторичным источником питания, формирователь импульсов, соединенный с первым коммутатором, система встроенного контроля, полеобразующая система, предназначенная для стирания информации с микросхемы и измеритель плотности потока энергии и напряженности электромагнитного поля (ИППЭ), отличающееся тем, что введены таймер, устройство запуска, последовательно соединенные задающий генератор, разветвитель, устройство квадрирования и второй коммутатор, последовательно соединенные преобразователь напряжения, накопитель энергии, и устройство модуляции, выход которого соединен с входом полеобразующей системы, выход которой через ИППЭ подключен к входу системы встроенного контроля, на входы которой поступают сигналы от вторичного источника питания и таймера, соединенного с системой встроенного контроля, и источника вторичного питания, при этом выход питания источника вторичного питания соединен с входами преобразователя напряжения и задающего генератора, второй выход разветвителя соединен с входом формирователя импульсов, выходы первого и второго коммутаторов являются сигнальными входами устройства модуляции, выход устройства запуска соединен с входом запуска устройства модуляции.

Кроме того, используется полеобразующая система, состоящая из корпуса в виде пустотелого параллелепипеда квадратного поперечного сечения из немагнитного металла, с крышкой, на которой установлен ИППЭ, в корпусе размещен каркас, выполненной из немагнитной керамики, на котором внутри него и соосно закреплены функциональные блоки: на боковых стенках корпуса закреплен дроссель, в виде намотанной обмотки, на верхней и нижней частях каркаса расположены первый и второй мультипликаторы электромагнитных полей МЭП1 и МЭП2, между которыми расположена микросхема, с системы адресации которой стирают информацию, каркас закрывается размещенной на нем крышкой, выполненной из немагнитного диэлектрического материала, при этом один мультипликатор имеет резонанс на СВЧ, другой мультипликатор имеет резонанс на ВЧ, толщина первого резонатора в два раза больше второго.

Предлагается способ стирания информации с системы адресации микросхемы, заключающийся в том, что стирание записанной на микросхему информации осуществляют посредством помещения микросхемы в полеобразующую систему, на которую подают один стирающий электромагнитный импульс, промодулированный спектральными составляющими СВЧ и ВЧ импульсов и создающего повышенную резонансную частотную электромагнитную восприимчивость в мультипликаторах, выполненных с возможностью структурно ориентироваться на глобальный резонанс воздействующих спектральных составляющих модулирующих электромагнитных полей СВЧ и ВЧ импульсов, и уменьшать экранирующее воздействие за счет использования немагнитных материалов, создавая стирающие электромагнитные поля и обеспечивая тестирование основного контролируемого параметра -электромагнитного поля, в реальном масштабе времени, в момент воздействия на полупроводниковый элемент микросхемы.

Увеличение надежности стирания информации достигается за счет создания одного стирающего электромагнитного импульса, промодулированного спектральными составляющими СВЧ и ВЧ импульсов, и повышенной резонансной электромагнитной восприимчивостью нанокомпозитных формирователей электромагнитных полей -мультипликаторов, структурно ориентированных на глобальный резонанс воздействующих электромагнитных полей с одновременным уменьшением экранирующих воздействий от немагнитных материалов и обеспечением тестирования основного контролируемого параметра - электромагнитного поля, в реальном масштабе времени, в момент воздействия на полупроводниковый элемент - микросхему. Кроме того, надежность стирания информации обеспечивается размещением микросхемы в полеобразующей системе между двух электро- и магнито-восприимчивых нанокомпозитных формирователей электромагнитных полей -мультипликаторов, выполненных в виде пластин из метаматериала.

Неприменение температурного воздействия на микросхему, как одного из основных стирающих параметров, обеспечило возможность сокращения времени стирания информации электромагнитным полем до 0,2 мс.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства стирания информации.

Здесь:

1 - устройство подключения питания (УПП);

2 - вторичный источник питания (ВИП);

3 - преобразователь напряжения (ПН);

4 - накопитель энергии (НЭ);

5 - устройство модуляции (УМ);

6 - устройство запуска (УЗ);

7 - задающий генератор (ЗГ);

8 - таймер (Т);

9 - разветвитель (Р);

10 - устройство квадрирования (УК);

11 - коммутатор (К1);

12 - формирователь импульсов (ФИ);

13 - коммутатор (К2);

14 - встроенный контроль (ВК);

15 - полеобразующая система (ПС);

16 - дроссель (Д);

17 - мультипликатор электромагнитных полей (МЭП1);

18 - микросхема (М);

19 - мультипликатор электромагнитных полей (МЭП2);

20 - измеритель плотности потока энергии и напряженности электромагнитного поля (ИППЭ).

На фиг. 2 приведен осевой продольный разрез корпуса полеобразующей системы. Здесь:

21 - корпус полеобразующей системы (КП);

22 - каркас полеобразующей системы (КР);

23 - крышка корпуса (КК);

24 - крышка каркаса (ПК).

Корпус КП 21 с крышкой КК 23 предназначен для размещения в нем каркаса КР 22 с крышкой ПК 24 и функциональными узлами с полеобразующей системой ПС 15. Корпус выполнен в форме пустотелого параллелепипеда квадратного поперечного сечения из немагнитного металла, например, дюраля, который является экраном.

На крышке корпуса КК 23 установлен измеритель плотности потока энергии и напряженности электромагнитного поля ИППЭ 20, на расстоянии от микросхемы М 18 в соответствии с требованиями инструкции по его эксплуатации. Каркас КР 22 полеобразующей системы ПС 15 квадратного поперечного сечения выполнен из немагнитной керамики и предназначен для соединения функциональных частей полеобразующей системы в единое целое. Система ПС 15 состоит из дросселя Д 16, мультипликатора электромагнитных полей МЭП1 17, мультипликатора электромагнитных полей МЭП2 19, крышки корпуса ПК 23, установленных внутри корпуса КП 21 и соосно ему. На боковых стенках каркаса КР 22 в один ряд намотана обмотка дросселя Д 16. В плоскости центрального сечения обмотки дросселя Д 16 помещен мультипликатор электромагнитных полей МЭП2 19, и на нем размещена микросхема М 18. Сверху микросхемы размещен мультипликатор электромагнитных полей МЭП1 17. Крышка ПК 24 выполнена из немагнитного диэлектрического материала.

Полеобразующая система ПС 15 предназначена для создания электромагнитного импульса высокого напряжения, модулированного ВЧ и СВЧ импульсами, в момент разряда тока накопленной промодулированной энергии.

Электромагнитный импульс разряда высокого напряжения, которым происходит стирание информации с адресации микросхемы, содержит в своем спектре частот модулирующие спектры:

- преобразователя напряжения частоты 500±50 кГц (ПН);

- СВЧ устройства квадрирования (УК) до 100 нс;

- ВЧ модулирующей импульсной частоты задающего генератора (ЗГ), сформированной формирователем импульсов (ФИ);

- спектральные составляющие электромагнитного поля мультипликаторов МЭП1 и МЭП2, которые фокусируют электромагнитные поля, формируя воздействующий на структуру адресации микросхемы вектор электромагнитного поля в полеобразующей системе.

Созданные в кластерах мультипликаторов МЭП1 и МЭП2 вектора полей, объединенные в области с высоким значением напряженности электромагнитного поля, повышают значения напряженности электромагнитных полей в импульсе разряда накопителя энергии, а за счет частотного и временного согласования с резонансными частотами, образованными структурами мультипликаторов МЭП1 и МЭП2, сокращаются потери при создании СВЧ и ВЧ импульсных сигналов, что повышает надежность стирания информации с адресации микросхемы одним воздействующим импульсом со значением напряженности, повышенным до значения, необходимого для стирания записанной информации в виде остаточной проводимости.

Полеобразующая система ПС 15 имеет один вход сигнальный короткого промодулированного импульса разряда, который и является входом дросселя Д 16, и выход сигнальный по полю (выход осуществляется воздействием электромагнитного поля на другие составляющие полеобразующей системы ПС 15).

Дроссель Д 16 предназначен для создания электромагнитного поля в зоне размещения микросхемы 18 электромагнитным импульсом высокого напряжения, модулированного ВЧ и СВЧ импульсами, в момент разряда тока накопленной промодулированной энергии в импульсе высокого напряжения, и имеет вход питания и выход сигнальный по полю.

Мультипликаторы электромагнитных полей МЭП1 17 и МЭП2 19 предназначены для того, чтобы при облучении электромагнитным импульсом высокого напряжения, модулированного СВЧ импульсами в момент разряда тока накопленной промодулированной энергии, создавать резонансное электромагнитное поля с эффективным изменением групповой и фазовой скоростей падающего электромагнитного излучения и корректировки направлений силовых линий электромагнитного и электрического поля такими физическими характеристиками, как ε, μ и, соответственно, реальной и мнимой компонентами показателя преломления, фокусируя электромагнитные поля, созданные в кластерах и объединенные в области с высоким значением напряженности электромагнитного поля.

В результате воздействия модулирующими частотными составляющими спектра облучающего электромагнитного импульса высокого напряжения во всех кластерных зонах, входящих в рассматриваемую (упорядоченную) и объемную, слоистую, частотно независимую среду, с пространственным изменением магнитных, электрических свойств, концентрируется электромагнитное поле в области размещения мультипликатора электромагнитного поля МЭП1 17 и МЭП2 19, изготовленных из метаматериала, который создает область с высоким значением напряженности электромагнитного поля для воздействия на микросхему, и имеет бесконтактные входы и выходы, имеющие полевое взаимодействие.

Измеритель плотности потока энергии ИППЭ 20 имеет бесконтактный вход, реагирующий на электромагнитное поле, и выход сигнальный, и размещен на диэлектрической крышке КК 23 корпуса КП 21 (фиг. 2).

Устройство подключения питания УПП 1 имеет выход питания и предназначено для запитывания электроэнергией устройства стирания информации с адресации микросхемы.

Вторичный источник питания ВИП 2 постоянного напряжения предназначен для преобразования переменного тока в постоянный и служит источником электропитания блоков схемы (фиг. 1).

Преобразователь частоты ПН 3 предназначен для повышения напряжения и имеет вход и выход питания.

Накопитель энергии НЭ 4 предназначен для зарядки конденсаторов в накопителе энергии и имеет вход и выход питания.

Устройство модуляции УМ 5 предназначено для создания электромагнитного импульса высокого напряжения, модулированного ВЧ и СВЧ импульсами, в момент разряда тока накопленной промодулированной энергии в импульсе высокого напряжения, и имеет вход питания, два сигнальных входа от К1 11 и К2 13, вход сигнальный управления от УЗ 6 и выход питания переменного напряжения на полеобразующую систему ПС 15.

Устройство запуска УЗ 6 предназначено для подачи управляющего импульса на устройство модуляции УМ 5 для создания электромагнитного импульса в полеобразующей системе.

Задающий генератор ЗГ 7 имеет вход питания и выход сигнальный и предназначен для генерации непрерывного сигнала.

Таймер Т8 предназначен для управления вторичным источником питания ВИП 2 и отключения питания и имеет вход питания, вход сигнальный и один выход сигнальный управления.

Разветвитель Р 9 имеет один сигнальный вход и два сигнальных выхода.

Устройство квадрирования УК 10 предназначено для создания модулирующего спектра СВЧ и имеет сигнальные вход и выход.

Первый ключевой элемент К1 11 предназначен для коммутации и развязки по СВЧ каналам и имеет сигнальные вход и выход.

Формирователь импульсов ФИ 12 предназначен для создания ВЧ модулирующей импульсной частоты и имеет вход и выход.

Второй ключевой элемент К2 13 предназначен для коммутации и развязки по ВЧ каналам и имеет сигнальные вход и выход.

Встроенный контроль ВК 14 предназначен для тестирования измерителем плотности потока энергии напряженности электромагнитного поля ИППЭ 20 в полеобразующей системе для подтверждения надежного стирания информации с микросхемы при питании от вторичного источника питания и имеет вход питания, вход сигнальный и выход сигнальный.

Микросхема М 18 с записанной информацией облучается электромагнитным полем, созданным импульсом высокого напряжения с модулирующими частотными составляющими электромагнитного поля, ВЧ, СВЧ импульсов, и в момент разряда тока спектральными составляющими с фокусированных резонансных частот мультипликаторов электромагнитных полей МЭП 17 и МЭП2 19.

Соединения блоков и взаимное расположение конструктивных узлов.

Выход устройства подключения питания УПП 1 соединен с первым входом вторичного источника питания ВИП 2 (фиг. 1), второй его вход подсоединен к выходу таймера Т 8, а выход вторичного источника питания ВИП 2 подсоединен к входу преобразователя напряжения ПН 3 и к входу задающего генератора ЗГ 7, а второй выход соединен с первым входом таймера Т 8 и с первым входом встроенного контроля ВК 14, а второй вход встроенного контроля ВК 14 подсоединен к выходу измерителя плотности потока энергии ИППЭ 20, а выход соединен с вторым входом таймера Т 8. Вход накопителя энергии НЭ 4 соединен с выходом преобразователя напряжения ПН 3, а его выход соединен с входом устройства модуляции УМ 5, вход разветвителя Р 9 соединен с выходом задающего генератора ЗГ 7, его первый выход соединен с входом устройства квадрирования УК 10, а второй выход его соединен с входом формирователя импульсов ФИ 12, коммутатор K1 11 входом соединен с выходом устройства квадрирования УК 10, а выходом с входом устройства модуляции УМ 5, коммутатор К2 13 соединен с выходом формирователя импульсов ФИ 12 и с входом устройства модуляции УМ 5, которое соединено с выходом устройства запуска УЗ 6, выход устройства модуляции УМ 5 соединен с входом полеобразующей системы ПС 15, который является входом дросселя Д 16.

Корпус КП 21 полеобразующей системы ПС 15 выполнен из немагнитного металла в форме пустотелого параллелепипеда, внутри которого размещен каркас КР 22 полеобразующей системы ПС 15, квадратного поперечного сечения, который выполнен из неметаллического немагнитного материала, на боковые стенки которого намотана обмотка дросселя Д 16 (фиг. 2). В центральном поперечном сечении дросселя установлены мультипликаторы электромагнитных полей МЭП1 17 и МЭП2 19, на КП 21 установлен измеритель плотности потока энергии и напряженности электромагнитного поля ИППЭ 20, а в его полости - каркас КР 22 полеобразующей системы ПС 15. Измеритель плотности потока энергии и напряженности электромагнитного поля ИППЭ 20, мультипликатор электромагнитных полей МЭП1 17 и мультипликатор электромагнитных полей МЭП2 19 установлены соосно оси корпуса КП 21. Микросхема размещается между мультипликаторами электромагнитных полей МЭП1 17 и МЭП2 19.

Способ стирания информации, записанной на микросхеме, состоит в следующем.

Микросхему с записанной информацией размещают между мультипликаторами (первый мультипликатор в два раза толще). Мультипликаторы с микросхемой облучаются одним электромагнитным импульсом разряда высокого напряжения, модулированного СВЧ и ВЧ импульсами, в момент разряда тока накопленной промодулированной энергии, и энергией, созданной глобальными резонансами на СВЧ и ВЧ первым и вторым мультипликатором. Энергия одного облучающего электромагнитного импульса разряда, промодулированная созданными глобальными резонансами на СВЧ и ВЧ мультипликаторами и сфокусированная на микросхему, измеряется в реальном масштабе времени по уровню 0,7.

Устройство работает следующим образом (фиг. 1, 2).

При соединении устройства подключения питания УПП 1 к сети и отсутствии сигнала на выходе таймера Т 8 отключения питания на выходе вторичного источника питания ВИП 2 и на входе устройства запуска УЗ 6 появляется постоянное напряжение, осуществляющее питание цепей задающего генератора ЗГ 7, преобразователя напряжения ПН 3, которое заряжает конденсаторы накопителя энергии НЭ 4. На выходе задающего генератора ЗГ 7 возникает непрерывная последовательность прямоугольных импульсов, которая поступает на вход разветвителя Р 9. На выходах разветвителя появляются две идентичных последовательности прямоугольных импульсов. Первая последовательность прямоугольных импульсов с выхода Р 9 поступает на вход устройства квадрирования УК 10. Вторая последовательность прямоугольных импульсов с выхода Р 9 поступает на вход формирователя импульсной последовательности ФИ 12, с выхода которого снимается инвертированная последовательность прямоугольных импульсов, задержанная по времени на 1/128 периода следования этих импульсов.

Инвертированная последовательность прямоугольных импульсов с выхода ФИ 12 поступает на вход второго ключевого элемента К2. С выхода квадратора УК 10 сигнал СВЧ поступает на вход первого ключевого элемента К1. Ключевые элементы К1 и К2 стабилизируют ток импульсных последовательностей, исключая влияние устройства модуляции УМ 5 на цепи ФИ 12 и УК 10. При поступлении с выхода встроенного контроля ВК 14 на вход таймера Т 8 обеспечивается временной контроль работы устройства, при подаче сигнала с выхода устройства запуска УЗ 6 в момент времени Т_УЗ на первый вход устройства модуляции УМ 5 приходит в разрядном импульсе напряжение с накопителя энергии НЭ 4, промодулированное двумя импульсными разночастотными последовательностями, и задержанными одна относительно другой по времени.

Промодулированное напряжение с выхода УМ 5 поступает на вход ПС 15 и дросселя Д 16. Дроссель Д 16 возбуждает переменное поле при разряде накопителя энергии НЭ 4, промодулированное двумя импульсными разночастотными последовательностями, которое облучает микросхему М 18.

Микросхема М 18 размещена в полости каркаса полеобразующей системы ПС 15 в центральной части, между матрицами МЭП1 17 и МЭП2 19 мультипликаторов, в непосредственной близости, в месте наибольшего значения электромагнитных полей, создаваемых матрицами и дросселем Д 16. В результате облучаемая микросхема М 18 с записанной информацией, размещенная между мультипликаторами, один из которых имеет резонанс на СВЧ и в два раза толще второго, другой имеет резонанс на ВЧ, и они оба фокусируют электромагнитные поля на микросхему.

Облучающее электромагнитное поле является результатом разряда импульса накопленной энергии сигналом непрерывной частоты, модулированного квадрированным импульсом СВЧ в результате мультипликации, в объемном (периодически упорядоченном) образце матрицы, сформированным импульсом прямоугольной формы, электромагнитным импульсным полем пространственной мультипликации и электромагнитным импульсным полем, сфокусированным магнитным полем пространственной мультипликации ВЧ в результате (формирования) мультипликации, в объемном (периодически упорядоченном) образце матрицы.

С момента облучения энергия электромагнитного импульса разряда, промодулированная созданными глобальными резонансами мультипликаторов на СВЧ и ВЧ и сфокусированная на микросхему, контролируется измерителем плотности потока энергии в реальном масштабе времени.

Во всех структурных кластерных зонах матрицы мультипликатора МЭП1, входящих в объемную, слоистую структуру, представляющую частотно независимую среду с пространственным изменением магнитных, электрических свойств, имеется резонанс на СВЧ. Электромагнитные поля, концентрируясь в области матрицы МЭП1 17, изготовленной из композитного метаматериала, создают область с высоким значением напряженности и фокусируются вариации магнитного поля для воздействия на микросхему М 18, при облучении короткими наносекундными импульсами.

Одновременно облучается матрица МЭП2, размещенная с противоположной стороны микросхемы, наибольшим значением электромагнитных полей. Облучающие электромагнитное поле ВЧ создает в кластерных зонах мультипликатора матрицы МЭП2, входящих в объемную, слоистую структуру, представляющую частотно не зависимую среду, с пространственным изменением магнитных, электрических свойств систему, резонанс на ВЧ. Электромагнитные поля, формирующиеся в области матрицы МЭП2 19, изготовленной из композитного метаматериала, создают область с высоким значением напряженности для воздействия на микросхему М 18, при облучении короткими импульсами.

Матрицы МЭП1 и МЭП2 представляют собой нанокомпозитный мультиферроидный материал в виде упорядоченных 3D-нанорешеток. Практическая значимость подобных материалов определяется тем, что их самоорганизующимися свойствами можно управлять через вариации размера шаров SiO₂, а также составом и строением синтезируемых в полостях материалов.

Матрица предназначена для изменения модификации магнитного состояния и характера ее доменной структуры и повышении значения напряженности электромагнитных полей при одновременном воздействии на нее внешними импульсными вариациями промодулированного СВЧ импульсного магнитного поля дросселя Д 16.

Облучающее опаловую матрицу с заполнением нанополостей кластерами из магнитного проводящего материала электромагнитное поле создает поверхностный эффект. Поверхностный эффект выражается в неравномерном распределении тока по сечению кластерного магнитного проводящего материала. Различные концентрации магнитного проводящего материала, размещаемого в опаловой матрице, в периодической структуре субмикронных наносфер SiO₂ с заполнением нанополостей, инициируют эффект близости токопроводящих материалов. Периодическая структура матрицы из мультиферроидных материалов обеспечивает в электромагнитном поле многоуровневую, пространственную равномерность напряженности магнитного поля при воздействии внешним электромагнитным полем. В этом случае матрица обеспечивает фазовый переход своей электромагнитной структуры из лабиринтного в однородное состояние. Эффект близости представляет собой разновидность поверхностного эффекта и состоит в концентрации тока и, соответственно, электромагнитного поля в определенных зонах, состоящих из кластерного магнитного проводящего материала.

В результате суммарного взаимодействия всех структурных кластерных зон, входящих в рассматриваемую среду, с пространственной модуляцией магнитных, электрических свойств, электромагнитное поле полеобразующей системы ПС 15 концентрируется в области размещения метасреды (преобразователя или фокусирующей линзы). Частотные зависимости микроволновой проводимости и компоненты диэлектрической восприимчивости для композитов на основе опаловых матриц с кластерами из магнитных металлов обеспечивают выделение полезной мощности.

Полеобразующая система ПС 15 (фиг. 2) размещена в корпусе КП 21, выполненного из немагнитного металла, например, алюминия, в полости которого размещен керамический каркас КР 22, на внешней стороне немагнитного керамического каркаса КР 22 (с полостью внутри) размещен прямоугольный дроссель Д 16.

В центральной части полости керамического каркаса КР 22, параллельно плоскости обмоточного провода, в центре, на равном расстоянии от первого и последнего витков дросселя Д 16, размещена микросхема М 18 с записанной информацией между мультипликаторами, один - МЭП1 17 - имеет резонанс на СВЧ, другой - МЭП2 19 - имеет резонанс на ВЧ, первый мультипликатор в два раза толще. На крышке корпуса КП 21 соосно с мультипликаторами электромагнитного поля МЭП1 17 и МЭП2 19 размещены измерительные приборы, тестирующие слабые поля.

Пространственно неоднородный метаматериал с дисперсией электрических и диэлектрических параметров, в диапазоне частотного спектра короткого СВЧ импульса с высокой реальной компонентой диэлектрической проницаемости (ε) и малым значением мнимой компоненты (ε''), эффективно изменяет групповую и фазовую скорости падающего электромагнитного излучения и формирует, корректируя направление силовых линий электромагнитного и электрического полей такими физическими характеристиками, как ε, μ и, соответственно, реальной и мнимой компонентами показателя преломления, фокусируя электромагнитные поля, созданные в кластерах и объединенные в области с высоким значением напряженности электромагнитного поля.

Облучающее электромагнитное поле создает поверхностный эффект. Поверхностный эффект выражается в неравномерном распределении тока по сечению кластерного магнитного проводящего материала. Различные концентрации магнитного проводящего материала инициируют эффект близости токопроводящих материалов. Эффект близости токопроводящих материалов представляет собой разновидность поверхностного эффекта и состоит в концентрации тока и соответственно электромагнитного поля в определенных зонах, состоящих из кластерного магнитного проводящего материала. В результате суммарного взаимодействия электромагнитных полей всех структурных кластерных зон, входящих в рассматриваемую (упорядоченную) и объемную, слоистую, частотно независимую среду, с пространственно модуляцией магнитных, электрических свойств систему, концентрируется электромагнитное поле в области размещения мультипликатора электромагнитного поля МЭП1 17, изготовленного из метаматериала. Частотные зависимости микроволновой проводимости и компоненты диэлектрической восприимчивости обеспечивают выделение полезной мощности, создаваемой про модулированным магнитным полем дросселя Д 16 и мультипликатора электромагнитного поля МЭП1 17 в полеобразующей системе практически без потерь.

Каркас КР 22 полеобразующей системы изготовлен из керамического материала, имеет места для размещения дросселя, мультипликаторов и микросхемы (фиг. 2).

При стирании информации требуется создание в рабочем пространстве полеобразующей системы одного импульса разряда, тогда как в прототипе требуется создать в пространстве полеобразующей системы сумму трех не синхронизированных переменных электромагнитных полей.

По изобретению при стирании информации в момент облучения тестируют энергию одного импульса разряда, что повышает точность измерений, а в прототипе в процессе облучения микросхемы, тестируют сумму энергий трех полей измерителем плотности потока энергии и напряженности электромагнитного поля, а с помощью встроенного контроля подтверждают надежность стирания информации с микросхемы, что снижает надежность измерений и усложняет эксплуатационные характеристики устройства. Создание в рабочем пространстве полеобразующей системы одного импульса разряда повышает надежность стирания информации с микросхемы.

Изобретение относится к технике записи и стирания информации с неоднородных полупроводниковых носителей информации (устройств энергонезависимой памяти, флэш-памяти). Техническим результатом изобретения является увеличение надежности при бесконтактном способе стирания информации, уменьшение энергопотребления и времени стирания информации электромагнитным полем. Способ стирания информации с системы адресации микросхемы заключается в том, что стирание записанной на микросхему информации осуществляют посредством помещения микросхемы в полеобразующую систему, на которую подают один стирающий электромагнитный импульс, промодулированный спектральными составляющими СВЧ и ВЧ импульсов и создающий повышенную резонансную частотную электромагнитную восприимчивость в мультипликаторах, выполненных с возможностью структурно ориентироваться на глобальный резонанс воздействующих спектральных составляющих модулирующих электромагнитных полей СВЧ и ВЧ импульсов и уменьшать экранирующее воздействие за счет использования немагнитных материалов, создавая стирающие электромагнитные поля и обеспечивая тестирование основного контролируемого параметра - электромагнитного поля, в реальном масштабе времени, в момент воздействия на полупроводниковый элемент микросхемы. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство стирания информации с системы адресации микросхемы, содержащее блок подключения питания, соединенный со вторичным источником питания, формирователь импульсов, соединенный с первым коммутатором, систему встроенного контроля, полеобразующую систему, предназначенную для стирания информации с микросхемы, и измеритель плотности потока энергии и напряженности электромагнитного поля (ИППЭ), отличающееся тем, что введены таймер, устройство запуска, последовательно соединенные задающий генератор, разветвитель, устройство квадрирования и второй коммутатор, последовательно соединенные преобразователь напряжения, накопитель энергии и устройство модуляции, выход которого соединен с входом полеобразующей системы, выход которой через ИППЭ подключен к входу системы встроенного контроля, на входы которой поступают сигналы от вторичного источника питания и таймера, соединенного с системой встроенного контроля и источника вторичного питания, при этом выход питания источника вторичного питания соединен с входами преобразователя напряжения и задающего генератора, второй выход разветвителя соединен с входом формирователя импульсов, выходы первого и второго коммутаторов являются сигнальными входами устройства модуляции, выход устройства запуска соединен с входом запуска устройства модуляции.

2. Полеобразующая система, состоящая из корпуса в виде пустотелого параллелепипеда квадратного поперечного сечения из немагнитного металла с крышкой, на которой установлен ИППЭ, в корпусе размещен каркас, выполненный из немагнитной керамики, на котором, внутри него и соосно закреплены функциональные блоки: на боковых стенках корпуса закреплен дроссель в виде намотанной обмотки, на верхней и нижней частях каркаса расположены первый и второй мультипликаторы электромагнитных полей МЭП1 и МЭП2, между которыми расположена микросхема, с системы адресации которой стирают информацию, каркас закрывается размещенной на нем крышкой, выполненной из немагнитного диэлектрического материала, при этом один мультипликатор имеет резонанс на СВЧ, другой мультипликатор имеет резонанс на ВЧ, толщина первого резонатора в два раза больше второго.

3. Способ стирания информации с системы адресации микросхемы, заключающийся в том, что стирание записанной на микросхему информации осуществляют посредством помещения микросхемы в полеобразующую систему, на которую подают один стирающий электромагнитный импульс, промодулированный спектральными составляющими СВЧ и ВЧ импульсов и создающий повышенную резонансную частотную электромагнитную восприимчивость в мультипликаторах, выполненных с возможностью структурно ориентироваться на глобальный резонанс воздействующих спектральных составляющих модулирующих электромагнитных полей СВЧ и ВЧ импульсов и уменьшать экранирующее воздействие за счет использования немагнитных материалов, создавая стирающие электромагнитные поля и обеспечивая тестирование основного контролируемого параметра - электромагнитного поля, в реальном масштабе времени, в момент воздействия на полупроводниковый элемент микросхемы.