非常见问题...
"来自ADI公司电话记录中奇怪但真实的故事" is published monthly in EDN and Design News.

过热或过冷可能正合适*
问题:芯片的极根最大温度和最小温度是否像额定电压或额定电流那样绝对?
过热或过冷可能正合适?



回答: 不是的!尽管集成电路制造商不能保证芯片在其额定温度范围之外也正常工作,但当超出其温度范围限制时,芯片不会突然停止工作。 但是如果工程师需要在其他温度下使用芯片,那么他们必须确定这些芯片的工作情况,以及芯片行为的一致性。

有一些有用的常用规则,当温度约为185~200°C(具体值取决于工艺),增加的漏电和降低的增益将使得硅芯片的工作不可预测,并且掺杂剂的加速扩散会把芯片寿命缩短至数百小时,或者最好的情况下,也可能仅有数千小时。不过在某些应用中,可以接受高温对芯片造成的较低性能和较短寿命影响,如钻头仪器仪表应用,芯片常常工作在高温环境下。但如果温度变得更高,那么芯片的工作寿命就可能变得太短,以至于无法使用。

在非常低的温度下,降低载流子迁移率最终导致芯片停止工作,但是某些电路却能够在低于50K的温度下正常工作,尽管该温度已经超出了标称范围。

基本的物理性质并不是唯一的限制因素。设计上的权衡考虑可能会使芯片在某一温度范围内的性能得到改善,但是在该温度范围外芯片却会发生故障。例如,如果AD590温度传感器在上电后并逐渐冷却的情况下,它可工作于液氮中,但是在77K时却不能直接启动。

性能优化导致了更加微妙的影响。商用级芯片在0~70°C的温度范围内具有非常好的精度,但是在该温度范围外,精度却会变得很差。而相同芯片的军用级产品由于采用了不同的微调算法,或者甚至使用略有差别的电路设计,使它能够在-55~+155°C的宽温度范围内保持略低于商用级芯片的精度。商用级标准和军用级标准之间的差别并不仅仅是由不同的测试方案导致的。

还存在另外两个问题。第一个问题是封装材料的特性,封装材料可能会在硅失效之前就失效。第二个问题是热冲击的影响。AD590在缓慢冷却的情况下,在77K的温度下也能够工作的这种特性,并不意味着其在较高的瞬态热力学应用下突然被放置到液氮中,还能同样正常工作。

在芯片的标称温度范围外使用的唯一方法就是测试,测试,再测试,这样才确保您能够理解非标准温度对几个不同批次的芯片行为的影响。检查您所有的假设1。芯片制造商有可能会向您提供相关帮助,但是也可能不会给出有关标称温度范围外的芯片工作的任何信息。

* “The Goldilocks Enigma” by Paul Davies ISBN 0547053584
1 “Check your assumptions. In fact, check your assumptions at the door.” 'Barrayar' by Lois McMaster Bujold ISBN 2290313157

下载本期文章 (pdf, 1,026,048 bytes) 返回顶部
特约作者James Bryant自1982年起,担任Analog Devices公司欧洲区的应用经理。他拥有利兹大学的物理学学位和哲学学位,并且是C.Eng.(注册工程师)、Eur.Eng.、MIEE(电机工程师协会会员) 以及FBIS(对外广播新闻处)会员。除了钟情于工程之外,他还是一位业余无线电爱好者,他的呼叫代号是G4CLF。 James Bryant


了解更多信息:

模拟IC在温度范围外的工作情况

温度测量理论与实践技术 (pdf, 753,664 bytes)

AD2S1200 12-Bit R/D转换器,带基准振荡器

AD623 单电源、轨对轨、低成本仪表放大器

AD7686 500 kSPS、16-BIT PulSAR®模数转换器,采用MSOP/QFN封装

AD7690 18-Bit、1.5 LSB INL、400 kSPS PulSAR®差分模数转换器,采用MSOP/QFN封装

AD7888 2.7 V~5.25 V、微功耗、8通道、125 kSPS, 12-Bit模数转换器,采用16引脚TSSOP封装

AD7945 +3.3 V/+5 V、多通道、12-Bit数模转换器,带并行接口

AD7946 14-Bit、500 kSPS PulSAR®模数转换器,采用MSOP封装

AD8221 精密仪表放大器

AD8137 低成本、低功耗、12-Bit差分模数转换器驱动器

AD822 单电源、精密双通道、轨对轨、低功耗、FET输入运算放大器

AD8349 700 MHz~2.7 GHz直接上变频正交调制器

AD9235 12-Bit、20/40/65 MSPS、3 V模数转换器

ADG704 CMOS、低压、2.5Ω、4通道多路复用器

ADG819 0.5Ω、CMOS、1.8 V~5.5 V、2:1 Mux/SPDT(单刀双掷)开关,采用先断后合开关动作

ADG774 2.2Ω、宽带宽、低压、4路SPDT(单刀双掷)开关

ADG739 2.5Ω、低压、3线串行控制、2路4通道矩阵开关

ADSP-21160M SHARC、80 MHz、600 MFLOPS、3.3v I/O、2.5v内核、浮点处理器

ADXL278 小型、低功耗、双轴、高g iMEMS®加速计,模拟输出

电压基准源


技术文章:

非常见问题...注意最大额定值,或者如何避免预期的损坏


设计助手/工具:

硬件设计技术 (pdf, 3,252,224 bytes)


在线研讨会/培训/指南:

在线研讨会

电源与散热管理

散热管理解决方案研讨会 (ppt, 1,437,696 bytes)


analog is everywhere

从手机到基站 – 从MP3到高级电视 – 从数据采集到仪器仪表 – 无论在工作中、在汽车里还是在家中 – 模拟技术与当今的数字世界密不可分。


有用的ADI链接:

解决方案通报

ADI技术书店

注册申请ADI电子快讯

ADI首页

返回顶部

沪ICP备09046653号
提供意见反馈 X
content here.
content here.

提供意见反馈

关闭