Продвинутое производство SiC операционных усилителей NASA Glenn для высокотемпературных сенсорных приложений

NASA Glenn разработал метод коррекции вариаций порогового напряжения транзистора из-за положения кристалла на пластине для кремнисто-углеродистых (SiC) операционных усилителей, обеспечивающий улучшенные электрические цепи для кондиционирования сигналов сенсоров в суровых средах. Важные системные преимущества обеспечиваются улучшенными данными производительности от сенсорной схемы, установленной в очень горячих потоках газовой турбины или первичном контуре охлаждения ядерного реактора, например.

Часто крошечные (микровольтовые) сигналы от сенсоров требуют кондиционирования высокотемпературными электрическими компонентами для фильтрации, усиления и преобразования в уровни, подходящие для оцифровки и «умного» системного управления. Операционные усилители — критически важный компонент для усиления сигнала. С схемой коррекции порогового напряжения, усиление сигнала всех операционных усилителей, в любой позиции на SiC пластине, одинаково, расширяя надежное кондиционирование сигнала далеко за текущие температурные пределы обычных кремниевых интегральных схем, позволяя производить рабочие чипы по всей поверхности SiC пластины.

Для надежных операционных усилителей на базе SiC переходных полевых транзисторов (JFET), этот метод компенсации смягчает проблемы с вариациями порогового напряжения, являющимися эффектом положения кристалла на пластине. Современные высокотемпературные операционные усилители на рынке недостаточны из-за температурных лимитов (только 225 °C для кремниевых устройств).

Ранее исследователи замечали, что множественные операционные усилители на одной SiC пластине имели разные свойства усиления из-за разных пороговых напряжений, варьирующихся пространственно до 18% в зависимости от расстояния цепи от центра SiC пластины. Хотя 18% приемлемо для некоторых приложений, другие важные системные приложения требуют лучшей точности. Применяя эту технологию к процессу проектирования усилительной схемы, операционный усилитель будет обеспечивать одинаковое усиление сигнала независимо от его позиции на пластине. Подход компенсации позволяет практичное кондиционирование сигнала, работающее от 25 °C до 500 °C.

NASA активно ищет лицензиатов для коммерциализации этой технологии. Пожалуйста, свяжитесь с консьержем лицензирования NASA по адресу This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. или позвоните 202-358-7432 для начала обсуждений лицензирования. Перейдите по ссылке здесь для получения дополнительной информации.