กฎทั่วไปบางประการ
เมื่ออุณหภูมิประมาณ 185 ถึง 200°C (ค่าที่แน่นอนขึ้นอยู่กับกระบวนการ) การรั่วไหลที่เพิ่มขึ้นและอัตราขยายที่ลดลงจะทำให้ชิปซิลิคอนทำงานอย่างคาดเดาไม่ได้ และการแพร่กระจายของสารเจือปนที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจะทำให้อายุการใช้งานของชิปสั้นลงเหลือหลายร้อยชั่วโมง หรือในกรณีที่ดีที่สุดอาจใช้เวลาเพียงไม่กี่พันชั่วโมงเท่านั้นอย่างไรก็ตาม ในการใช้งานบางอย่าง ประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าและผลกระทบต่ออายุการใช้งานที่สั้นลงจากอุณหภูมิสูงบนชิปสามารถยอมรับได้ เช่น การใช้งานเครื่องมือวัดการเจาะ ชิปมักจะทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงอย่างไรก็ตาม หากอุณหภูมิสูงขึ้น อายุการใช้งานของชิปอาจสั้นเกินกว่าจะใช้งาน
ที่อุณหภูมิต่ำมาก ความคล่องตัวของตัวพาที่ลดลงจะทำให้ชิปหยุดทำงานในที่สุด แต่วงจรบางส่วนสามารถทำงานได้ตามปกติที่อุณหภูมิต่ำกว่า 50K แม้ว่าอุณหภูมิจะอยู่นอกช่วงที่กำหนดก็ตาม
คุณสมบัติทางกายภาพขั้นพื้นฐานไม่ได้เป็นเพียงปัจจัยจำกัดเท่านั้น
ข้อควรพิจารณาในการแลกเปลี่ยนการออกแบบอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพของชิปดีขึ้นภายในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด แต่หากอยู่นอกช่วงอุณหภูมิดังกล่าว ชิปอาจล้มเหลวได้ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์อุณหภูมิ AD590 จะทำงานในไนโตรเจนเหลวหากมีการจ่ายพลังงานและค่อยๆ เย็นลง แต่จะไม่สตาร์ทโดยตรงที่ 77K
การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานทำให้เกิดเอฟเฟกต์ที่ละเอียดอ่อนมากขึ้น
ชิปเกรดเชิงพาณิชย์มีความแม่นยำดีมากในช่วงอุณหภูมิ 0 ถึง 70°C แต่นอกช่วงอุณหภูมินั้น ความแม่นยำจะต่ำผลิตภัณฑ์เกรดทหารที่ใช้ชิปตัวเดียวกันสามารถรักษาความแม่นยำต่ำกว่าชิปเกรดเชิงพาณิชย์เล็กน้อยในช่วงอุณหภูมิกว้างตั้งแต่ -55 ถึง +155°C เนื่องจากใช้อัลกอริธึมการตัดแต่งที่แตกต่างกันหรือแม้แต่การออกแบบวงจรที่แตกต่างกันเล็กน้อยความแตกต่างระหว่างมาตรฐานเกรดเชิงพาณิชย์และเกรดทหารไม่ได้เกิดจากวิธีการทดสอบที่แตกต่างกันเท่านั้น
มีอีกสองประเด็น
ประเด็นแรก:ลักษณะของวัสดุบรรจุภัณฑ์ซึ่งอาจล้มเหลวก่อนที่ซิลิคอนจะล้มเหลว
ประเด็นที่สอง:ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันคุณลักษณะนี้ของ AD590 ซึ่งสามารถทำงานที่ 77K แม้จะมีการระบายความร้อนที่ช้า ไม่ได้หมายความว่ามันจะทำงานได้ดีพอๆ กันเมื่อใส่ไนโตรเจนเหลวอย่างกะทันหันภายใต้การใช้งานทางอุณหพลศาสตร์ชั่วคราวที่สูงขึ้น
วิธีเดียวที่จะใช้ชิปนอกช่วงอุณหภูมิที่กำหนดคือการทดสอบ ทดสอบ และทดสอบอีกครั้ง เพื่อให้คุณมั่นใจได้ว่าจะเข้าใจผลกระทบของอุณหภูมิที่ไม่ได้มาตรฐานต่อพฤติกรรมของชิปหลายชุดที่แตกต่างกันตรวจสอบสมมติฐานของคุณทั้งหมดอาจเป็นไปได้ที่ผู้ผลิตชิปจะให้ความช่วยเหลือคุณในเรื่องนี้ แต่ก็อาจเป็นไปได้ว่าพวกเขาจะไม่ให้ข้อมูลใด ๆ เกี่ยวกับวิธีการทำงานของชิปนอกช่วงอุณหภูมิที่กำหนด
เวลาโพสต์: Sep-13-2022