Некоторые общие правила
При температуре от 185 до 200°C (точное значение зависит от процесса) повышенная утечка и снижение коэффициента усиления заставят кремниевый чип работать непредсказуемо, а ускоренное распространение примесей сократит срок службы чипа до сотен часов. или, в лучшем случае, это может быть всего несколько тысяч часов.Однако в некоторых приложениях можно принять более низкую производительность и более короткий срок службы из-за высоких температур на чипе, например, в приложениях для бурения, чип часто работает в условиях высоких температур.Однако если температура станет выше, срок службы чипа может стать слишком коротким для его использования.
При очень низких температурах снижение подвижности носителей в конечном итоге приводит к тому, что чип перестает работать, но некоторые схемы способны нормально работать при температурах ниже 50К, даже если температура выходит за пределы номинального диапазона.
Основные физические свойства не являются единственным ограничивающим фактором.
Соображения относительно компромисса при проектировании могут привести к улучшению производительности чипа в определенном температурном диапазоне, но за пределами этого диапазона температур чип может выйти из строя.Например, датчик температуры AD590 будет работать в жидком азоте, если на него подать питание и постепенно охладить, но не запустится непосредственно при 77К.
Оптимизация производительности приводит к более тонким эффектам
Чипы коммерческого класса имеют очень хорошую точность в диапазоне температур от 0 до 70°C, но за пределами этого диапазона точность становится плохой.Продукт военного уровня с тем же чипом способен поддерживать несколько меньшую точность, чем чип коммерческого уровня, в широком диапазоне температур от -55 до +155°C, поскольку он использует другой алгоритм подстройки или даже немного другую схему.Разница между стандартами коммерческого и военного уровня обусловлена не только разными протоколами испытаний.
Есть еще две проблемы
Первый выпуск:характеристики упаковочного материала, который может выйти из строя раньше, чем выйдет из строя кремний.
Вторая проблема:эффект термического шока.Эта характеристика AD590, который способен работать при температуре 77K даже при медленном охлаждении, не означает, что он будет работать так же хорошо, когда его внезапно поместят в жидкий азот в условиях более высоких переходных термодинамических условий.
Единственный способ использовать чип за пределами его номинального температурного диапазона — это тестировать, тестировать и снова тестировать, чтобы убедиться, что вы понимаете влияние нестандартных температур на поведение нескольких различных партий чипов.Проверьте все свои предположения.Возможно, производитель чипа окажет вам в этом помощь, но возможно и то, что он не даст никакой информации о том, как чип работает вне номинального диапазона температур.
Время публикации: 13 сентября 2022 г.