آیا محدودیت دمای تراشه های آی سی مطلق است؟

برخی از قوانین رایج

هنگامی که دما حدود 185 تا 200 درجه سانتیگراد است (مقدار دقیق بستگی به فرآیند دارد)، افزایش نشت و کاهش بهره باعث می شود تراشه سیلیکونی به طور غیرقابل پیش بینی کار کند و گسترش سریع مواد ناخالص عمر تراشه را به صدها ساعت کاهش می دهد. یا در بهترین حالت ممکن است فقط چند هزار ساعت باشد.با این حال، در برخی از کاربردها، عملکرد پایین تر و تأثیر عمر کوتاه تر دماهای بالا بر روی تراشه را می توان پذیرفت، مانند کاربردهای ابزار دقیق حفاری، تراشه اغلب در محیط های با دمای بالا کار می کند.با این حال، اگر دما بیشتر شود، ممکن است عمر کاری تراشه برای استفاده کوتاه شود.

در دماهای بسیار پایین، کاهش تحرک حامل در نهایت باعث می‌شود تراشه از کار بیفتد، اما مدارهای خاصی می‌توانند در دمای کمتر از 50K به طور معمول کار کنند، حتی اگر دما خارج از محدوده اسمی باشد.

خواص فیزیکی اولیه تنها عامل محدود کننده نیستند

ملاحظات مبادله طراحی ممکن است منجر به بهبود عملکرد تراشه در یک محدوده دمایی خاص شود، اما در خارج از آن محدوده دمایی، تراشه ممکن است از کار بیفتد.به عنوان مثال، سنسور دمای AD590 در صورت روشن شدن و خنک شدن تدریجی در نیتروژن مایع کار می کند، اما مستقیماً در دمای 77K راه اندازی نمی شود.

بهینه سازی عملکرد منجر به اثرات ظریف تری می شود

تراشه های درجه تجاری دارای دقت بسیار خوبی در محدوده دمایی 0 تا 70 درجه سانتیگراد هستند، اما در خارج از این محدوده دمایی، دقت ضعیف می شود.یک محصول درجه نظامی با همان تراشه می تواند دقت کمی پایین تری نسبت به تراشه های درجه تجاری در محدوده دمایی وسیع 55- تا 155+ درجه سانتی گراد حفظ کند، زیرا از الگوریتم برش متفاوت یا حتی طراحی مدار کمی متفاوت استفاده می کند.تفاوت بین استانداردهای درجه تجاری و نظامی تنها به دلیل پروتکل های مختلف تست نیست.

دو موضوع دیگر نیز وجود دارد

موضوع اول:ویژگی های مواد بسته بندی که ممکن است قبل از از بین رفتن سیلیکون از بین برود.

موضوع دوم:اثر شوک حرارتیاین ویژگی AD590، که قادر است در 77K حتی با خنک کننده آهسته کار کند، به این معنی نیست که وقتی به طور ناگهانی در نیتروژن مایع تحت کاربردهای ترمودینامیکی گذرا بالاتر قرار می گیرد، به همان اندازه خوب کار می کند.

تنها راه استفاده از یک تراشه خارج از محدوده دمای اسمی آن، آزمایش، آزمایش و آزمایش مجدد است تا مطمئن شوید که می توانید تأثیر دماهای غیر استاندارد را بر رفتار چندین دسته مختلف تراشه درک کنید.تمام فرضیات خود را بررسی کنید.ممکن است سازنده تراشه در این مورد به شما کمک کند، اما این امکان نیز وجود دارد که هیچ اطلاعاتی در مورد نحوه عملکرد تراشه خارج از محدوده دمای اسمی ارائه ندهند.