Sebagian besar perangkat tampaknya memiliki karakteristik lebih dari -40 ° C hingga ≥85 ° C. Apa yang membatasi mereka pada suhu dingin? Bisakah IC rusak karena menjaganya terlalu dingin? Apakah ini berlaku untuk perangkat lain, misalnya dioda, transistor?
temperature
integrated-circuit
Thomas O
sumber
sumber
Jawaban:
Kerusakan pada paket IC pada suhu rendah sementara tidak bertenaga akan karena efek mekanis; perbedaan koefisien ekspansi termal antara epoksi, kerangka-timbal, dan cetakan.
Masalah dengan operasi akan disebabkan oleh peningkatan resistensi (koefisien suhu semikonduktor resistensi negatif). Ketika suhu dan konsentrasi doping cukup rendah, semikonduktor pada dasarnya akan menjadi isolator dan tidak bekerja sama sekali, menyebabkan operasi yang tidak ditentukan.
Beberapa IC akan beroperasi dengan baik pada suhu cryogenic tetapi mereka harus mulai hangat untuk memungkinkan referensi tegangan celah pita untuk boot.
Secara teori jika beberapa transistor "gagal" karena pembekuan operator, IC dapat merusak dirinya sendiri di tempat lain (sangat tidak mungkin, karena kebanyakan mode kegagalan adalah termal, dan semua yang ada di die sangat erat.)
Lihat halaman tutorial di sini untuk informasi lebih lanjut.
Edit:
Seperti yang Anda perhatikan, sebagian besar perangkat ditandai antara -40 ° C hingga +85 ° C. Tidak ada yang mengatakan mereka tidak akan bekerja pada suhu cryogenic.
sumber
:P, untuk aplikasi apa Anda menggunakan argon cair? Saya membayangkan nitrogen cair akan jauh lebih murah (dan sedikit lebih dingin? N2 bp 77 K, Ar bp 87 K)Anda dapat menandai bagian-bagian diri Anda di bawah -40, dan kegagalan mekanis dapat dihindari jika siklus suhu lambat.
Beberapa opsi paket berfungsi, beberapa tidak. heheh. Anda harus melakukan percobaan itu sendiri.
Anda dapat mengkarakterisasi bagian di bawah 0C sendiri (dengan mudah menggunakan freezer rumah tangga.)
Para astronom sangat suka mencelupkan hal-hal dalam nitrogen cair untuk menghilangkan noise termal dalam chip kamera mereka dan konverter A / D.
Untuk kondisi ekstrem, pasang pemanas ke bagian-bagian penting (tutup besar, IC bermasalah.)
Kemudian sistem sekuensing daya Anda menyalakan pemanas sampai bagian-bagian berada dalam kisaran suhu yang Anda ciptakan.
sumber
Selain aspek fisik silikon dingin, -40 / 85C cenderung cocok dengan kondisi paling ketat yang kebanyakan orang perlukan (komersial / industri).
Secara praktis, mengkarakterisasi perangkat adalah proses yang sangat memakan waktu karena membutuhkan alat uji dan peralatan lain yang mampu kisaran suhu. Ini bukan tentang membeli freezer yang lebih baik karena banyak perangkat dikarakterisasi menggunakan alat uji yang sama yang digunakan untuk pengujian produksi. Bagian yang menyenangkan adalah mengumpulkan dan mem-parsing data karakterisasi hanya untuk menyadari bahwa perlengkapan tes membeku dan mulai mengumpulkan data sampah.
sumber