Fabrikasi Op Amp Silikon Karbida Suhu Tinggi

NASA Glenn telah mengembangkan metode untuk mengoreksi variasi tegangan ambang transistor karena lokasi mati pada wafer untuk op amp silikon karbida (SiC), memungkinkan peningkatan sirkuit listrik untuk pengkondisian sinyal sensor di lingkungan yang keras. Manfaat tingkat sistem yang penting dimungkinkan oleh peningkatan data kinerja dari sirkuit sensor yang dipasang dalam aliran turbin gas yang sangat panas atau loop pendingin utama reaktor nuklir, misalnya.

Seringkali, sinyal kecil (mikrovolt) dari sensor memerlukan pengkondisian oleh komponen listrik suhu tinggi untuk menyaring, memperkuat, dan mengubah ke tingkat yang sesuai untuk digitalisasi dan kontrol sistem "pintar". Op amp adalah komponen penting untuk penguatan sinyal. Dengan skema koreksi tegangan ambang, amplifikasi sinyal dari semua op amp, pada posisi mana pun pada wafer SiC, adalah sama, memperluas pengkondisian sinyal yang andal jauh melampaui batas suhu saat ini dari sirkuit terpadu silikon konvensional, memungkinkan chip yang berguna untuk diproduksi di seluruh seluruh permukaan wafer SiC.

Untuk penguat operasional yang kuat berdasarkan SiC Junction Field Effect Transistors (JFET), metode kompensasi ini mengurangi masalah dengan variasi tegangan ambang yang merupakan efek dari lokasi die pada wafer. Op amp suhu tinggi modern di pasaran gagal karena batas suhu (hanya 225 °C untuk perangkat berbasis silikon).

Sebelumnya, para peneliti mencatat bahwa beberapa op amp pada satu wafer SiC memiliki sifat amplifikasi yang berbeda karena tegangan ambang yang berbeda yang bervariasi secara spasial sebanyak 18%, tergantung pada jarak rangkaian dari pusat wafer SiC. Sementara 18% dapat diterima untuk beberapa aplikasi, aplikasi sistem penting lainnya menuntut presisi yang lebih baik. Dengan menerapkan teknologi ini pada proses desain rangkaian amplifier, op amp akan memberikan penguatan sinyal yang sama tidak peduli posisinya pada wafer. Pendekatan kompensasi memungkinkan pengkondisian sinyal praktis yang bekerja dari 25 °C hingga 500 °C.

NASA secara aktif mencari pemegang lisensi untuk mengkomersialkan teknologi ini. Silakan hubungi NASA's Licensing Concierge di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya. atau hubungi kami di 202-358-7432 untuk memulai diskusi lisensi. Ikuti tautan ini di sini untuk informasi lebih lanjut.