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芯片的極限溫度是絕對(duì)的嗎?

作者: 時(shí)間:2018-07-26 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

盡管集成不能保證在其額定溫度范圍之外也正常工作,但當(dāng)超出其溫度范圍限制時(shí),不會(huì)突然停止工作。但是如果工程師需要在其他溫度下使用,那么他們必須確定這些芯片的工作情況,以及芯片行為的一致性。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201807/384063.htm

一些有用的常用規(guī)則

當(dāng)溫度約為185~200°C(具體值取決于工藝),增加的漏電和降低的增益將使得硅芯片的工作不可預(yù)測(cè),并且摻雜劑的加速擴(kuò)散會(huì)把芯片壽命縮短至數(shù)百小時(shí),或者最好的情況下,也可能僅有數(shù)千小時(shí)。不過(guò)在某些應(yīng)用中,可以接受高溫對(duì)芯片造成的較低性能和較短壽命影響,如鉆頭儀器儀表應(yīng)用,芯片常常工作在高溫環(huán)境下。但如果溫度變得更高,那么芯片的工作壽命就可能變得太短,以至于無(wú)法使用。

在非常低的溫度下,降低載流子遷移率最終導(dǎo)致芯片停止工作,但是某些電路卻能夠在低于50K的溫度下正常工作,盡管該溫度已經(jīng)超出了標(biāo)稱范圍。

基本的物理性質(zhì)并不是唯一的限制因素

設(shè)計(jì)上的權(quán)衡考慮可能會(huì)使芯片在某一溫度范圍內(nèi)的性能得到改善,但是在該溫度范圍外芯片卻會(huì)發(fā)生故障。例如,如果AD590溫度傳感器在上電后并逐漸冷卻的情況下,它可工作于液氮中,但是在77K時(shí)卻不能直接啟動(dòng)。

性能優(yōu)化導(dǎo)致了更加微妙的影響

商用級(jí)芯片在0~70°C的溫度范圍內(nèi)具有非常好的精度,但是在該溫度范圍外,精度卻會(huì)變得很差。而相同芯片的軍用級(jí)產(chǎn)品由于采用了不同的微調(diào)算法,或者甚至使用略有差別的電路設(shè)計(jì),使它能夠在-55~+155°C的寬溫度范圍內(nèi)保持略低于商用級(jí)芯片的精度。商用級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和軍用級(jí)標(biāo)準(zhǔn)之間的差別并不僅僅是由不同的測(cè)試方案導(dǎo)致的。

還存在另外兩個(gè)問(wèn)題

第一個(gè)問(wèn)題:封裝材料的特性,封裝材料可能會(huì)在硅失效之前就失效。

第二個(gè)問(wèn)題:熱沖擊的影響。AD590在緩慢冷卻的情況下,在77K的溫度下也能夠工作的這種特性,并不意味著其在較高的瞬態(tài)熱力學(xué)應(yīng)用下突然被放置到液氮中,還能同樣正常工作。

在芯片的標(biāo)稱溫度范圍外使用的唯一方法就是測(cè)試,測(cè)試,再測(cè)試,這樣才確保您能夠理解非標(biāo)準(zhǔn)溫度對(duì)幾個(gè)不同批次的芯片行為的影響。檢查您所有的假設(shè)。芯片制造商有可能會(huì)向您提供相關(guān)幫助,但是也可能不會(huì)給出有關(guān)標(biāo)稱溫度范圍外的芯片工作的任何信息。



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