Einige allgemeine Regeln
Wenn die Temperatur etwa 185 bis 200 °C beträgt (der genaue Wert hängt vom Prozess ab), führen der erhöhte Leckstrom und die verringerte Verstärkung dazu, dass der Siliziumchip unvorhersehbar arbeitet, und die beschleunigte Ausbreitung von Dotierstoffen verkürzt die Lebensdauer des Chips auf Hunderte von Stunden. oder im besten Fall nur ein paar tausend Stunden.Bei einigen Anwendungen kann jedoch die geringere Leistung und kürzere Lebensdauer des Chips durch hohe Temperaturen in Kauf genommen werden, beispielsweise bei Bohrinstrumentenanwendungen. Der Chip arbeitet häufig in Umgebungen mit hohen Temperaturen.Wenn die Temperatur jedoch höher wird, kann es sein, dass die Lebensdauer des Chips zu kurz wird, um verwendet zu werden.
Bei sehr niedrigen Temperaturen führt die verringerte Ladungsträgermobilität schließlich dazu, dass der Chip nicht mehr funktioniert. Bestimmte Schaltkreise können jedoch bei Temperaturen unter 50 K normal funktionieren, auch wenn die Temperatur außerhalb des Nennbereichs liegt.
Grundlegende physikalische Eigenschaften sind nicht der einzige limitierende Faktor
Kompromissüberlegungen beim Design können innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs zu einer verbesserten Chipleistung führen, außerhalb dieses Temperaturbereichs kann der Chip jedoch ausfallen.Der AD590-Temperatursensor funktioniert beispielsweise in flüssigem Stickstoff, wenn er eingeschaltet und allmählich abgekühlt wird, startet jedoch nicht direkt bei 77 K.
Leistungsoptimierung führt zu subtileren Effekten
Handelsübliche Chips weisen im Temperaturbereich von 0 bis 70 °C eine sehr gute Genauigkeit auf, außerhalb dieses Temperaturbereichs lässt die Genauigkeit jedoch nach.Ein Produkt in Militärqualität mit demselben Chip kann über einen weiten Temperaturbereich von -55 bis +155 °C eine etwas geringere Genauigkeit beibehalten als ein Chip in kommerzieller Qualität, da es einen anderen Trimmalgorithmus oder sogar ein etwas anderes Schaltungsdesign verwendet.Der Unterschied zwischen kommerziellen und militärischen Standards wird nicht nur durch unterschiedliche Testprotokolle verursacht.
Es gibt zwei weitere Probleme
Die erste Ausgabe:die Eigenschaften des Verpackungsmaterials, das versagen kann, bevor das Silikon versagt.
Das zweite Problem:die Wirkung eines Thermoschocks.Diese Eigenschaft des AD590, der auch bei langsamer Abkühlung bei 77 K betrieben werden kann, bedeutet nicht, dass er auch dann gleich gut funktioniert, wenn er bei höheren transienten thermodynamischen Anwendungen plötzlich in flüssigen Stickstoff gegeben wird.
Die einzige Möglichkeit, einen Chip außerhalb seines Nenntemperaturbereichs zu verwenden, besteht darin, zu testen, zu testen und noch einmal zu testen, um sicherzustellen, dass Sie die Auswirkungen nicht standardmäßiger Temperaturen auf das Verhalten mehrerer verschiedener Chipchargen verstehen.Überprüfen Sie alle Ihre Annahmen.Es ist möglich, dass Ihnen der Chiphersteller hierzu Auskunft gibt, es kann aber auch sein, dass dieser keine Auskunft darüber gibt, wie der Chip außerhalb des Nenntemperaturbereichs funktioniert.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 13.09.2022