כמה כללים נפוצים
כאשר הטמפרטורה היא בערך 185 עד 200 מעלות צלזיוס (הערך המדויק תלוי בתהליך), הדליפה המוגברת והרווח המופחת יגרמו לשבב הסיליקון לעבוד בצורה בלתי צפויה, והתפשטות מואצת של דופנטים תקצר את חיי השבב למאות שעות, או במקרה הטוב, זה עשוי להיות רק כמה אלפי שעות.עם זאת, ביישומים מסוימים, ניתן לקבל את הביצועים הנמוכים יותר והשפעת החיים הקצרה יותר של טמפרטורות גבוהות על השבב, כגון יישומי מכשור קידוח, השבב עובד לרוב בסביבות טמפרטורות גבוהות.עם זאת, אם הטמפרטורה תהיה גבוהה יותר, אזי חיי הפעולה של השבב עלולים להיות קצרים מדי לשימוש.
בטמפרטורות נמוכות מאוד, ניידות מופחתת של הספק גורמת בסופו של דבר לשבב להפסיק לעבוד, אך מעגלים מסוימים מסוגלים לפעול כרגיל בטמפרטורות מתחת ל-50K, למרות שהטמפרטורה היא מחוץ לתחום הנומינלי.
תכונות פיזיקליות בסיסיות אינן הגורם המגביל היחיד
שיקולי פשרה בתכנון עשויים להביא לשיפור בביצועי השבב בטווח טמפרטורות מסוים, אך מחוץ לטווח הטמפרטורה הזה השבב עלול להיכשל.לדוגמה, חיישן הטמפרטורה AD590 יעבוד בחנקן נוזלי אם הוא מופעל ומתקרר בהדרגה, אך הוא לא יתניע ישירות ב-77K.
אופטימיזציה של ביצועים מובילה להשפעות עדינות יותר
לשבבים בדרגה מסחרית יש דיוק טוב מאוד בטווח הטמפרטורות של 0 עד 70 מעלות צלזיוס, אך מחוץ לטווח הטמפרטורות הזה, הדיוק הופך לקוי.מוצר בדרגה צבאית עם אותו שבב מסוגל לשמור על דיוק מעט נמוך יותר מאשר שבב בדרגה מסחרית בטווח טמפרטורות רחב של -55 עד +155 מעלות צלזיוס מכיוון שהוא משתמש באלגוריתם חיתוך שונה או אפילו עיצוב מעגל שונה במקצת.ההבדל בין תקנים בדרגה מסחרית לדרגה צבאית לא נגרם רק על ידי פרוטוקולי בדיקה שונים.
יש עוד שני נושאים
הנושא הראשון:המאפיינים של חומר האריזה, שעלול להיכשל לפני שהסיליקון ייכשל.
הנושא השני:ההשפעה של הלם תרמי.המאפיין הזה של ה-AD590, המסוגל לפעול ב-77K אפילו עם קירור איטי, לא אומר שהוא יעבוד באותה מידה כאשר הוא מונח לפתע בחנקן נוזלי תחת יישומים תרמודינמיים ארעיים גבוהים יותר.
הדרך היחידה להשתמש בשבב מחוץ לטווח הטמפרטורות הנומינלי שלו היא לבדוק, לבדוק ולבדוק שוב כדי שתוכלו לוודא שאתם יכולים להבין את ההשפעה של טמפרטורות לא סטנדרטיות על ההתנהגות של כמה קבוצות שונות של שבבים.בדוק את כל ההנחות שלך.ייתכן שיצרן השבבים יספק לכם עזרה בנושא, אך יתכן גם שלא יתנו מידע על אופן פעולת השבב מחוץ לטווח הטמפרטורות הנומינלי.
זמן פרסום: 13 בספטמבר 2022