Apakah Batas Suhu Chip IC Itu Mutlak?

Beberapa aturan umum

Ketika suhu sekitar 185 hingga 200 °C (nilai pastinya tergantung pada prosesnya), peningkatan kebocoran dan penurunan penguatan akan membuat chip silikon bekerja tidak dapat diprediksi, dan penyebaran dopan yang dipercepat akan memperpendek masa pakai chip hingga ratusan jam, atau dalam kasus terbaik, mungkin hanya beberapa ribu jam.Namun, dalam beberapa aplikasi, dampak suhu tinggi pada chip terhadap kinerja yang lebih rendah dan masa pakai yang lebih pendek dapat diterima, seperti aplikasi instrumentasi pengeboran, chip sering kali bekerja di lingkungan bersuhu tinggi.Namun, jika suhu menjadi lebih tinggi, umur pengoperasian chip mungkin menjadi terlalu pendek untuk digunakan.

Pada suhu yang sangat rendah, berkurangnya mobilitas pembawa pada akhirnya menyebabkan chip berhenti bekerja, namun sirkuit tertentu mampu beroperasi secara normal pada suhu di bawah 50K, meskipun suhu berada di luar kisaran nominal.

Sifat fisik dasar bukan satu-satunya faktor pembatas

Pertimbangan trade-off desain dapat menghasilkan peningkatan kinerja chip dalam kisaran suhu tertentu, namun di luar kisaran suhu tersebut chip dapat mengalami kegagalan.Misalnya, sensor suhu AD590 akan bekerja dalam nitrogen cair jika dinyalakan dan didinginkan secara bertahap, namun tidak akan langsung menyala pada 77K.

Pengoptimalan kinerja menghasilkan efek yang lebih halus

Chip kelas komersial memiliki akurasi yang sangat baik pada kisaran suhu 0 hingga 70°C, tetapi di luar kisaran suhu tersebut, akurasi menjadi buruk.Produk kelas militer dengan chip yang sama mampu mempertahankan akurasi yang sedikit lebih rendah dibandingkan chip kelas komersial pada rentang suhu yang luas -55 hingga +155°C karena produk tersebut menggunakan algoritme pemangkasan yang berbeda atau bahkan desain sirkuit yang sedikit berbeda.Perbedaan antara standar tingkat komersial dan standar militer tidak hanya disebabkan oleh protokol pengujian yang berbeda.

Ada dua masalah lainnya

Masalah pertama:karakteristik bahan pengemas, yang mungkin rusak sebelum silikon rusak.

Masalah kedua:efek kejutan termal.karakteristik AD590 ini, yang mampu beroperasi pada 77K bahkan dengan pendinginan lambat, tidak berarti bahwa ia akan bekerja dengan baik ketika ditempatkan secara tiba-tiba dalam nitrogen cair dalam aplikasi termodinamika transien yang lebih tinggi.

Satu-satunya cara untuk menggunakan chip di luar kisaran suhu nominalnya adalah dengan menguji, menguji, dan menguji lagi sehingga Anda dapat memastikan bahwa Anda dapat memahami pengaruh suhu non-standar terhadap perilaku beberapa kumpulan chip yang berbeda.Periksa semua asumsi Anda.Ada kemungkinan bahwa produsen chip akan memberi Anda bantuan dalam hal ini, tetapi mungkin juga mereka tidak akan memberikan informasi apa pun tentang cara kerja chip di luar kisaran suhu nominal.