Энергонезависимая память для телевизоров седьмого поколения

Страничный регистр предназначен для предварительной информации, которая может быть записана в накопитель либо может служить для считывания данных из него. Как видно из представленной структурной схемы страничный регистр находится в непосредственной близости от накопителя .Это опять таки увеличивает быстродействие микросхемы. Также этот блок предназначен для постраничного доступа к накопителю, что уменьшает время обращения к нему. Постраничный режим используется как на этапе тестирования, так и во время эксплуатации.

Блок задания временной последовательности предназначен для выработки цифровой последовательности, которая поступает в различные блоки, на основании внутрикристальной программы.

3.2 Описание взаимодействия основных блоков структурной схемы

Электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство работает во взаимодействии с I2C шиной. Рассмотрим режимы и протоколы, при которых ЭСППЗУ функционирует.

ЭСППЗУ, как отмечалось выше, предназначено для хранения, записи и считывания информации. Для хранения информации в ЗУ существует специальный вид транзисторов, основанных на так называемых МНОП-стрктурах. Для записи и считывания информации существуют режимы или протоколы, которые задаются процессором управления или микроконтролером. Эти протоколы задают в каком из режимов будет функционировать ЭСППЗУ. Протоколы представляют собой цифровую последовательность, которая передается по шине управления I2C. Приведем протокол в режиме "Чтения" с вводом адреса слова (таблица 3.2), сокращенный протокол в режиме "Чтения" (таблица3.3), протокол в режиме "Стирание/Запись" двух байтов (таблица 3.4) и протокол в режиме "Стирание/Запись" страницы (таблица 3.5). Также приведем таблицу 3.1, в которой раскрываются обозначения слов приведенных в протоколах.

Таблица3.3

Таблица3.4

Таблица3.5

Из протоколов очевидно, что каждая передача данных начинается с условия "Старт" и завершается условием "Стоп". Информация передается в байтоорганизованной форме. Число байтов информации, передаваемых между условиями "Старт" и "Стоп" ограничено в режиме "Стирание/Запись" и неограниченно в режиме "Чтение". Каждое слово из восьми бит (каждый байт) сопровождается проверочным девятым битом, битом подтверждения. Семь из восьми бит информации является адресом ЭСППЗУ, восьмой бит определяет направление передачи информации.

Особенностью протоколов в режиме "Чтения" является изменение направления передачи информации по линии SDA: до окончания управляющего слова CS/RD микросхема принимает информацию, а после него происходит передача (считывание) данных. Один раз задав протокол можно последовательно считать неограниченное число байтов данных. После каждого байта внутрикристальный счетчик адреса автоматически приращивается на "единицу" пополучению подтверждения от "главного приемника" (Am=0). Сразу после отрицательного фронта тактового импульса подтверждения ( в случае As или Am=0) выход МС является низкоомным и на линии SDA устанавливается первый бит считываемого байта информации. В случае передачи информации микросхемой последнего байта ведущее устройство должно выдать не сигнал, подтверждающий прием, а передать ведомому устройству информацию об окончании приема (Am=0). В этом случае после отрицательного фронта тактового импульса подтверждения выход МС переводится в состояние с высоким выходным сопротивлением (закрывается), на линии SDA устанавливается высокий уровень, разрешающий ведущему устройству выработать условие "Стоп".

Как видно из функциональной схемы ЭСППЗУ перед тем , как цифровая последовательность поступит в блок логики управления I2C шиной, она проходит коррекцию амплитуды и длительности составляющих ее импульсов. После того, как ведущее устройство сформировала условие "Стоп" начинается внутренний цикл программирования, посредством которого информация записывается, считывается либо стирается. Рассмотрим, что же происходит.

Блок логики управления I2C шиной отслеживает поступаемый адрес в цифровой последовательности, а компаратор адреса сравнивает приходящий адрес с адресом "зашитым" в ЭСППЗУ. Далее, так как внутри ЭСППЗУ существует внутренняя параллельная шина, то необходимо последовательную цифровую последовательность перевести в параллельную. Для этих целей служит сдвиговый регистр. Указатель адреса показывает через декодер строк к какой строке накопителя и напрямую к строке страничного регистра идет обращения при стирании, записи или считывании. Также указатель адреса показывает декодеру столбцов к какой ячейке идет обращение. Блок задания временной последовательности координирует работу при обращении к накопителю, то есть при стирании или записи новой информации он дает "разрешение" на включение генератора высокого напряжения. При считывании информации из накопителя генератор высокого напряжения должен быть выключен.

Необходимо различать два основных режима записи: побайтовая запись и страничная запись. В первом случае, после принятия адреса слова микросхема выдает подтверждение, принимает последующие восемь бит данных и снова выдает подтверждение. При этом адрес слова автоматически приращивается. После этого ведущее устройство может тотчас же прервать передачу посредством формирования условия "Стоп". После формирования условия "Стоп" стартует активный процесс перепрограммирования и последовательная шина свободна для другой передачи. Если ЭСППЗУ адресуется через I2C шину во время программирования, то она не выдает бит подтверждения.

Страничный режим записи инициируется таким же образом, как и операция записи байта. Только во время одной передачи ведущее устройство передает 32 байта данных. После приема каждого байта пять младших разрядов адреса слова внутренне приращивается. Пять старших разрядов адреса слова остаются неизменными. ЭСППЗУ подтверждает прием каждого байта данных формированием бита подтверждения. Передача по шине прерывается ведущим устройством посредством формирования условия "Стоп" после тридцать второго байта данных. Если ведущее устройство передает более тридцати двух байтов прежде чем выработать условие "Стоп", то подтверждение на последующие байты данных не дается, вся передача игнорируется и программирование не осуществляется.

4. ОБОСНОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К ЗАПОМИНАЮЩЕМУ УСТРОЙСТВУ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМНИКА

Согласно техническому заданию на дипломное проектирование необходимо разрабатывать ЭСППЗУ со следующими электрическими параметрами:

1.  Емкость накопителя – 16К (2Кх8) бит, где К=1024 бит.

2.  Напряжение питания UCC=2,7 – 5,5 В.

3.  Длительность цикла стирание/ запись не более 10 мс.

4.  Число циклов стирание/запись 1000000.

5.  Тактовая частота 300 кГц.

6.  Входное напряжение низкого уровня на входе SCL, UIL=-0,8 0,3 В.

7.  Входное напряжение высокого уровня на входе SCL, UIH=0,7UCC 6,5 В.

8. Входное напряжение низкого уровня на входе/выходе SDA, UIL=-0,8 0,3 В.

9. Входное напряжение высокого на входе/выходе SDA, UIH=0,7UCC 6,5 В.

Обоснуем выбор данных электрических параметров.

Согласно ГОСТу 24459-80 [13], который распространяется, на интегральные МС ЗУ и элементов ЗУ: ОЗУ, АЗУ, ЗУ на ПЗС и цилиндрических магнитных доменах; постоянные ЗУ, программируемые маской, ПЗУ с однократным электрическим программированием; ПЗУ с многократным электрическим программированием, и устанавливает допускаемые сочетания значений основных параметров ЗУ – число информационных слов, число разрядов в информационном слове, время выборки, потребляемую мощность.

В пункте 3 данного ГОСТа говориться, что допускаемые сочетания значений числа информационных слов и числа разрядов в информационном таблицы слове для ПЗУ, ПЗУ с однократным электрическим программированием и ПЗУ с многократным электрическим программированием должны соответствовать таблице 2 ГОСТа 24459-80. Мы не будем приводить всей таблицы, а лишь воспользуемся некоторыми цифрами: 8 – число разрядов в информационном слове и 16К – число информационных слов, где К=1024 бит. Эти данные свидетельствуют, что емкость накопителя может быть реализована с помощью 8 разрядов в информационном слове в объеме 16К, где К=1024 бит.

Согласно пункту 6 ГОСТа 24459-80 допускаемые сочетания значений времени выборки ПЗУ с многократным электрическим программированием на основе МНОП структур выбирается из диапазона из 40 до 4000 нс. Длительность цикла стирание/запись зависит от времени выборки и может быть менее 10 нс. Это значение является верхним пределом и выбор меньшего значения будет уже зависит не только от времени выборки, но и от других причин.

Согласно ГОСТу 17230-71 [14] распространяющегося на интегральные микросхемы, номинальное напряжение питания для последних может быть выбрано из ряда значений. Приведем несколько номиналов из этого ряда: 2,7; 3,0; 3,5; 4,5; 4,8; 5,2; 5,5 В. Одно из значений этого ряда будет выбрано в соответствии с необходимым напряжением питания.

Следующий параметр – число циклов стирание/запись. Этот параметр зависит от двух факторов. В первую очередь он зависит от изменения пороговых напряжений в ячейке памяти, вследствие чего происходит утечка заряда из области формирования заряда. В результате этого область формирования заряда разрушается, и информация исчезает. Второй фактор – это разброс температур, то есть вышеперечисленные операции происходят быстрее.

Известно, что разрабатываемое ЭСППЗУ работает с I2C интерфейсом, то есть существуют двунаправленная шина данных SDA и, так называемая, тактовая шина SCL. Для I2C интерфейса напряжения низкого и высокого уровня стандартизированы международным стандартом ISO.

Тактовая частота определяет быстродействие ЭСППЗУ. Значение тактовой частоты ограничено технологией изготовления внутреннего генератора.

5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ

5.1 Электрический расчет генератора высокого напряжения

Улучшенная схема умножителя напряжения была разработана для создания напряжения плюс 40 В, чтобы обеспечить возможность работы от стандартных источников питания напряжением плюс 5 В. Высокое напряжение генерируется внутри интегральной микросхемы. МС сделана по МНОП-технологии. При подобном решении эффективность умножения и возможность управления током не зависят от числа ступеней умножения. Для умножителя были разработаны математическая модель и эквивалентная схема, предсказывающие хорошее согласование характеристик с результатами измерений.

Умножитель непосредственно входит в состав энергонезависимой памяти, где занимает площадь 600х240 мкм. Тактовая частота составляет 1 МГц, а максимальный ток нагрузки 10 мкА . Выходное сопротивление равно 3,2 кОм.

Хотя МНОП-технология создания энергонезависимых схем памяти уже хорошо отработана, ее недостатком является требование относительно высоких потенциалов (30-40 В) для записи или стирания информации. Часто, именно необходимость генерировать такие напряжения препятствует использованию МНОП устройств, поскольку они являются неэкономичными, особенно, если используется несколько бит энергонезависимой памяти. Обойти это препятствие позволяет разработанный метод встроенной генерации, использующий новую схему умножителя напряжения и позволяющий МНОП схемам работать со стандартными источниками питания и интерфейсами. В принципе, напряжения, превышающие значения напряжения питания, может быть получено на ИМС с помощью диодного умножителя (рисунок 5.1).

 - эффективное умножение будет иметь место лишь в случае, если величина межкаскадных емкостей значительно превышает значение паразитной емкости ;

 - выходное сопротивление уменьшается при увеличении числа каскадов умножения.

Первоначально диодный умножитель использовался для генерации напряжений, превышающих те, которые могут быть получены с помощью электромагнитных трансформаторов. Это представляется возможным, поскольку независимо от числа каскадов умножения максимальное напряжение на любом межкаскадном конденсаторе может быть лишь равным входному управляющему напряжению. Однако, в таких случаях схема составляется из дискретных элементов, и для получения эффективного умножения и достаточной способности управления, межкаскадные емкости могут быть выбранными достаточно большими. Но поскольку величина встроенных конденсаторов ограничивается несколькими пикофарадами при значительных паразитных емкостях подложки, то подобный тип умножителей не пригоден.

Полный анализ диодного умножителя, дающий количественные значения паразитной емкости, достаточно сложен и не будет здесь приведен. Но из него следует, что на практике трудно получить напряжение, намного превышающие удвоенное напряжение питания независимо от числа каскадов умножения. Фактически, если числа каскадов умножения превышает критическое значение (обычно 3 ил 4), определенное как отношение  и , выходное напряжение соответственно уменьшается из-за перепадов напряжения в диодной цепочке.

Чтобы обойти эти ограничения была разработана схема умножителя напряжения, показанная на рисунке 5.2. Она работает аналогично классическому умножителю. Тем не менее, узлы цепочки диодов соединены с выходами через конденсаторы параллельно, так что конденсаторы нагружаются (противостоят) полному напряжению, вырабатываемому цепочкой. Это не является проблемой при условии, что ограничения на такие процессы не очень суровые. Можно показать, что достоинствами этой схемы является то, что эффективное умножение может быть достигнуто при относительно высоких значениях емкости и что способность управления током не зависит от числа каскадов умножения.

Работа этой схемы иллюстрирует рисунок 5.3, на котором показаны типичные диаграммы напряжений N-каскадного умножителя. Как видно, два сигнала  и  с амплитудой находятся в противофазе и связаны попеременно через емкость с узлом цепочки диодов. Умножитель работает аналогично линии задержки, перекачивая заряд вдоль цепочки диодов, в то время как связывающие конденсаторы (межкаскадные) последовательно заряжаются и разряжаются во время каждой половины тактового цикла.

 Как показано на рисунке 5.3 разность напряжений между N – и (N+1)-узлами в конце каждого цикла перекачивания дается:

 (5.1)

где  - амплитуда в каждом узле из-за емкостной связи от такта;

 - напряжение прямого смещения диода;

 - напряжение заряда и разряда конденсатора, когда умножитель питается выходным током.

Для емкости , связанной с тактом, и паразитной емкости , в каждом узле имеем:

 (5.2)

Хотя общий заряд, переносимый каждым диодом за время одного такта есть (), ток, даваемый множителем на тактовой f будет

 (5.3)

где -ток на выходе умножителя.

Заменяя  и  в (5.1), получим

 (5.4)

и для N каскадов

. (5.5)

Преобразовывая (5.5) получим выражение для выходного напряжения :

 (5.6)

Существует так же пульсирующее напряжение  на выходе умножителя из-за нагрузочного сопротивления, разряжающего выходную емкость .Обычно выходная емкость достаточно велика, чтобы  было мало по сравнению с выходным напряжением, так что

 (5.7)

В практически используемом умножителе должна также быть гармоника из-за емкостей связи между тактами через диод.

При перекрывающихся тактах, тем не менее, тоже должен быть всплеск от другой фазы такта, когда изолирующий диод находится в проводящем состоянии. Величина всплеска от обеих фаз дается выражением

 при  (5.8)

где -емкость каждого диода, так что для не перекрывающихся тактовых сигналов (фаз)

 (5.9)

и для перекрывающихся фаз

  (5.10)

Из (5.6) следует, что умножение напряжения имеет место, если

 (5.11)

Важно отметить, что это выражение не зависит от N, так что здесь в принципе нет ограничений на число каскадов в множителе такого типа. Более того, если последнее выражение удовлетворяется, способность управления током также не зависит от числа каскадов умножителя. Из (5.6) следует:

 (5.12)

где и -соответственно эквивалентные напряжения и сопротивления умножителя напряжения,

 (5.13)

 (5.14)

Формула (5.12) приводит к простой эквивалентной схеме выхода умножителя, показанной на рисунке 5.4.

При развитии данной модели для умножителя напряжения далее необходимо предложить, что конденсаторы полностью разряжаются и заряжаются до напряжения отсечки . На практике это не является препятствием благодаря нелинейности ВАХ и внутреннего последовательного сопротивления диодов . Это приводит к остаточному напряжению в дополнение к , остающемуся на другом конце цепочки диодов.

В конце каждого цикла, вызывающему нелинейный рост последовательного сопротивления умножителя  при увеличении тока нагрузки. Однако делая  достаточно малым, чтобы

, (5.15)

увеличение  из-за этого эффекта будет меньше 5%.

На рисунке (5.5) показана схема умножителя, используемая в ЭСППЗУ на МНОП триггере-защелке. Хотя здесь используется технология р-канальных МОП транзисторов с алюминиевым затвором, в которой нельзя получить изолированный диод, цепочка умножителя может быть сделана, используя, как показано, МОП транзисторов в диодном включении. В этом случае прямое напряжение диода  заменяется пороговым напряжением транзистора  в (5.6). Получаем:

 (5.16)

Поскольку в схеме показанной на рисунке (5.5)  и ,а также учитывая, что пороговое напряжение транзистор равно 0,6 В, мы получаем:

 (5.17)

В схеме, показанной на рисунке 5.5, тактовые сигналы генерируются двухкаскадными МОП инверторами, управляемыми от генератора. Кроме того, выход ограничивается последовательно соединенными цепочкой МОП транзисторов и диодами с защитой. Это необходимо для обеспечения превышения выходного напряжения над номиналом, если напряжение питания случайно уменьшится ниже своего значения.

Межкаскадная и паразитная емкости отличаются на порядок и значение межкаскадной емкости ограничивается единицами пикофарад. При моделировании получили=3,03 пФ, а =0,28 пФ. Подставляя эти значения в (5.17) и учитывая, что =5,1 мА и напряжение питания 5 В, получили в первом каскаде напряжение 4,654 В. При увеличении числа каскадов до семи получили требуемое значение умножаемого напряжения (около 30 В).

На рисунках 5.6 и 5.7 показаны результаты моделирования умножителя с нагрузкой и без нее.

Рисунок 5.6-Результат моделирования напряжения с нагрузкой

Рисунок 5.7- Результат моделирования напряжения без нагрузки

В качестве нагрузки используется RC-цепь общим сопротивлением 10 МОм.

5.2 Обоснование выбора площади запоминающей ячейки. Расчет соотношения емкостей

Как известно, для запоминания информации в запоминающих устройствах используются специальные транзисторы. Массив, состоящий из таких транзисторов, называется накопителем. Накопители бывают различных объемов от нескольких бит до сотен килобит. ЭСППЗУ в телевизорах седьмого поколения обладает объемом накопителя в 16К, где К=1024 бита. 16К является достаточно большим объемом и с точки зрения технологии изготовления накопитель по занимаемой площади будет самым большим. Чтобы уменьшить размеры накопителя необходимо иметь как можно меньшую запоминающую ячейку. На сегодняшний день существует несколько вариантов запоминающей ячейки. Один из них представлен на рисунке 5.2.1 Но малой площади ячейки еще не достаточно. Для нормальной работы ячейки надо знать соотношение емкостей. Одна емкость между двумя слоями поликремния С1, другая – сумма емкостей С2: инжектора, подзатворного окисла, N+- стока, толстого окисла. От этого отношения зависит работа всей ячейки, то есть будет ли происходить стирание, запись, считывание информации.

Рассчитаем соотношение емкостей для нескольких ячеек, то есть для ячеек имеющих разную общую площадь. В нашем распоряжении имеется ячейкис площадью 64, 76 и 90 мкм2 . Первым рассмотрим отношение емкостей для ячейки с площадью 64 мкм2. Значение емкости рассчитывается по формуле

 (5.39)

где S – площадь поверхности объекта,

d – расстояние между поверхностями объекта,

ε – диэлектрическая проницаемость объекта,

ε0 – относительная диэлектрическая проницаемость объекта.

Для простоты вычислений заменим параметр d на его обратную величину – а. Далее, для вычисления отношения не будем использовать произведение относительной диэлектрической проницаемости и диэлектрической проницаемости и поэтому формула (5.18) преобразуется в С=S а. Итак, емкость С1будет равна 18,42, если S=19?025 и а=0,968. Емкость С2 складывается из емкостей инжектора С3, емкости подзатворного окисла С4, емкости N+ стока С5 и емкости на толстом окисле С6. Суммарная емкость выражается формулой

С2=С3+С4+С5+С6 (5.40)

Определим емкость инжектора зная, что S=1 мкм2 и а=4,25, получим С3 равным 4,25. Площадь подзатворного окисла равна 5,325 мкм2 и а=1,36. В итоге получим, что емкость С4 подзатворного окисла равна 7,74. Площадь N+ стока S=3мкм2 и а=1,36. Емкость С5 равна 3,69. Емкость С6 на толстом окисле составит 0,576, если S=11,46 мкм2 и а=0,05. Отношение С1 к С2 составит 1,17.

Теперь приведем расчет для ячейки площадью 76 мкм2. Площадь поверхности поликремния S=24,185 мкм2 и а=0,968. Емкость С1 равна 23,41. Далее проведем аналогичный расчет емкостей С3, С4, С5, С6, зная, что площадь инжектора равна 4,25 мкм2, площадь подзатворного окисла – 5,325 мкм2, площадь N+ стока – 4,6 мкм2, а площадь на толстом окисле – 15,38 мкм2. Параметр а остался прежним, так как не изменилась толщина окмслов. Итка, С3=4,25; С4=7,24; С5=3,69; С6=0,769. Отношение С1 к С2 составит 1,46.

Для ячейки площадью 90 мкм2 приведем только рассчитанные значения емкостей и отношение С1 к С2. С3, С4, С5, С6 равны соответственно 4,25; 7,39; 3,69; 1,103. Отношение С1 к С2 составило 1,8.э

Из вышепрведенных расчетов видно, что с увеличением площади ячеек растет соотношение емкостей.

При моделироании этих трех видов ячеек оказалось, что при стирании информации в ячейке с площадью 90 мкм2 не открывается транзистор. Значит, эта модель ячейки нам не подходит. При дальнейшем моделировании ячейка с площадью 64 мкм2 показала очень хорошие результаты, тро есть при стирании информации ячейка срабатвала , причем количество циклов стирания было в пределах десятков тысяч.

6. ОХРАНА ТРУДА И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНЫХ И БЕЗВРЕДНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПОУПРОВОДНИКОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ ДЛЯ ПРОЕКТИРУЕМОГО ОБЪЕКТА

6.1 Нормы и работы для производственных помещения

Темой дипломного проекта является разработка электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство для телевизоров седьмого поколения. Для разработки такого объекта необходимы не только знания в области микроэлектроники, но и также надо знать требования техники безопасности. Техника безопасности или охрана труда обеспечивает безвредные условия труда. Для обеспечения безвредных условий труда необходимо, чтобы в нормативно-технических и технологических документах кроме требований к качественному изготовлению изделий были предусмотрены требования безопасности [6.1].

Для обеспечения безопасных и здоровых условий труда при выполнении работ площадь помещений для работников конструкторских бюро (КБ) следует предусматривать из расчета на одного человека не менее 6 м2, кубатуру—не менее 19,5 м3 с учетом максимального числа одновременно работающих в смену. В машинных залах ЭВМ, а также в других помещениях КБ, где особенности эксплуатации оборудования обуславливают повышенную подвижность воздуха, значительные уровни звука и другие неблагоприятные факторы производственной среды, постоянные рабочие места операторов ЭВМ необходимо размещать в изолированных кабинах, площадь которых из расчета на одного человека должна быть не менее 6 м2, кубатура—не менее 20 м3[6.2].

Конструкция рабочей мебели (столы, кресла или стулья) должна обеспечивать возможность индивидуальной регулировки соответственно росту работающего и создать условия для удобной позы. Часто используемые предметы труда и органы управления должны находиться в оптимальной рабочей зоне.

Рабочее место для выполнения работ в положении сидя должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.032-78[6.3], ГОСТ 22269-76[6.4], ГОСТ 21 829 –76[6.5]. При конструировании его элементов нужно учитывать характер работы, физические и психологические особенности человека. Рабочий стол должен регулироваться по высоте в пределах 680-760 мм. Оптимальные размеры рабочей поверхности столешницы 1600х900 мм. Под ней должно быть свободное пространство для ног с размерами по высоте – не менее 600 мм от пола, по ширине – 500мм, по глубине – 650 мм. На поверхности рабочего стола для документов нужно предусматривать размещение специальной подставки, удаление которой от глаз должно быть аналогичным расстоянию от глаз до клавиатуры.

Рабочий стул (кресло) должен быть снабжен подъемно-поворотным устройством, обеспечивающим регуляцию высоты сидения и спинки, угол которой должен также регулироваться. Рабочее кресло должно иметь подлокотники. Должна быть и надежная фиксация каждого положения стула. Высоту поверхности сидения нужно регулировать в пределах 400-500 мм. Ширина сидения - не менее 400 мм, глубина – не менее 380 мм. Высота опорной поверхности спинки должна быть не менее 300 мм, ширина – 380мм. Радиус кривизны в горизонтальной плоскости 400 мм. Угол наклона спинки должен изменяться в пределах 90° - 110° к плоскости сидения.

Необходима подставка для ног длиной 400 мм и шириной 350 мм с регулировкой угла наклона в пределах 20°. Она должна иметь рифленое покрытие и бортик высотой 10 мм по нижнему краю.

Микроклимат производственных помещений – это климат внутренней среды помещений, формируемый одновременно действующим на организм человека сочетаниями температур, относительной влажности, скорости движения воздуха и температуры окружающих поверхностей[6.6].

Различают оптимальные и допустимые параметры микроклимата. Оптимальные - это наиболее благоприятные, обеспечивающие человеку условия теплового комфорта. Допустимые характеризуются незначительным, в пределах физиологических приспособительных возможностей человека напряжением реакции терморегуляции, несколько снижающими работоспособность, ухудшающими самочувствие, но не наносящими ущерба здоровью.

Параметры микроклимата установлены СанПиН № 11-13-94[6.7]. В зависимости от периода года и степени тяжести различают два периода года:

а) холодный, если среднесуточная температура наружного воздуха <10° С;

б) теплый, если среднесуточная температура наружного воздуха >10° С.

Работы по степени тяжести подразделены на следующие:

а) легкие

Iа – работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным напряжением, с энергозатратами до 120 ккал/ч (139 Вт);

Iб – работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением, с энергозатратми 121-150 ккал/ч (140-174 Вт);

б) средней тяжести

IIа – работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения, с энергозатратами 151-200 ккал/ч (175-232 Вт);

IIб – работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением, с энергозатратами 201-250 ккал/ч (233-290 Вт);

в) тяжелые

III – работы, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий, с энергозатратами более 250 ккал/ч (290 Вт).

6.3 Оценка вредных факторов, допустимые уровни

В настоящее время при проектировании полупроводниковых интегральных микросхем (ПП ИМС) широко применяется компьютерное оборудование. При работе с компьютером работники КБ подвергаются воздействию электромагнитных полей (радиочастот), шума, недостаточно удовлетворительных метеорологических условий, недостаточной освещенности, а также психоэмонациональному напряжению. Особенности характера и режима труда, значительное умственное напряжение и другие нагрузки приводят к изменению у работников функционального состояния центральной нервной системы, нервно-мышечного аппарата рук (при работе с клавиатурой ввода информации). Нерациональные конструкции мебели и неудобное расположение элементов рабочего места вынуждают оператора принимать неудобную позу. Длительный дискомфорт вызывает повышенное напряжение мышц и обуславливает развитие общего утомления и снижения работоспособности. При длительной работе за экраном дисплея у операторов отмечается выраженное напряжение зрительного аппарата, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, в глазах, в пояснице, в области шеи, руках и др[6.2].

При работе за компьютером на работающего оказывает воздействие электромагнитное излучение (ЭМИ). Характер воздействия на человека ЭМИ в разных диапазонах частот различен. Наиболее биологически активен диапазон сверх высоких частот (СВЧ), менее активен ультра высоких частот (УВЧ) и затем диапазон ВЧ, т.е. с укорочением волны биологическая активность почти всегда возрастает. Комбинированное действие электромагнитного поля (ЭМП) с другими факторами производственной среды – повышенная температура (свыше 28˚ С), наличие мягкого рентгеновского излучения – вызывает некоторое усиление действия ЭМП, что было учтено при гигиеническом нормировании СВЧ поля. Оценка воздействия ЭМИ радиочастоты (РЧ) на человека осуществляется по энергетической экспозиции, которая определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия на человека, и по значениям интенсивности ЭМИ РЧ. Энергетическая экспозиция за рабочий день (рабочую смену) не должна превышать значений, указанных в таблице 6.1 [6.2].

Таблица 6.1 - Предельно допустимые значения энергетической экспозиции

Возникновение шума при проектировании объекта наносит большой экономический и социальный ущерб. Неблагоприятно воздействуя на организм человека, он вызывает психические и физиологические нарушения, снижающие работоспособность и создающие предпосылки для общих и профессиональных заболеваний и производственного травматизма у работника. По характеру спектра шумы делятся на широкополосные и тональные. По временным характеристикам шумы делятся на постоянные и непостоянные, последние делятся на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные [6.8]. Уровни шума для территорий жилой и производственной застройки и для различных видов помещений регламентируются [6.9].

Опасным фактором при проектировании за компьютером или неаккуратным с ним обращением появляется возможность поражения электрическим током. Электрический ток, протекая через тело человека, производит термическое, электролитическое, биологическое, механическое и световое воздействие. Различают два вида поражения организма электрическим током: электрические травмы и электрические удары. Человек начинает ощущать проходящий через него ток промышленной частоты 50 Гц относительно малого значения 0,5…1,5мА. Этот ток называется пороговым ощутимым током. Ток силой 10…15мА вызывает сильные и непроизвольные судороги мышц, которые человек не в состоянии преодолеть. Такой ток называется пороговым не отпускающим. При силе тока 20…25мА у человека происходит судорожное сокращение мышц грудной клетки, затрудняется и даже прекращается дыхание. Ток силой 100мА является смертельно опасным [6.2].

Страницы: 1, 2, 3