Fabricação de amplificadores operacionais de carboneto de silício de alta temperatura

A NASA Glenn desenvolveu um método para corrigir variações na tensão de limiar do transistor devido à localização da matriz na pastilha para amplificadores operacionais de carbeto de silício (SiC), permitindo circuitos elétricos aprimorados para condicionamento de sinal do sensor em ambientes hostis. Benefícios importantes no nível do sistema são possibilitados por dados de desempenho aprimorados de circuitos de sensores montados em fluxos de turbina a gás muito quentes ou no circuito de refrigeração primário de um reator nuclear, por exemplo.

Frequentemente, sinais minúsculos (microvolts) de sensores requerem condicionamento por componentes elétricos de alta temperatura para filtrar, amplificar e converter em níveis adequados para digitalização e controle “inteligente” do sistema. Os amplificadores operacionais são um componente crítico para a amplificação do sinal. Com o esquema de correção de tensão de limiar, a amplificação do sinal de todos os amplificadores operacionais, em qualquer posição no wafer de SiC, é a mesma, estendendo o condicionamento de sinal confiável muito além dos limites de temperatura atuais dos circuitos integrados de silício convencionais, permitindo que chips úteis sejam produzidos em toda a superfície do wafer de SiC.

Para amplificadores operacionais robustos baseados em transistores de efeito de campo de junção SiC (JFETs), esse método de compensação atenua problemas com variações de tensão de limite que são um efeito da localização da matriz na pastilha. Os amplificadores operacionais modernos de alta temperatura no mercado ficam aquém devido aos limites de temperatura (apenas 225 °C para dispositivos baseados em silício).

Anteriormente, os pesquisadores observaram que vários amplificadores operacionais em um único wafer de SiC tinham diferentes propriedades de amplificação devido a diferentes tensões de limiar que variavam espacialmente em até 18%, dependendo da distância do circuito do centro do wafer de SiC. Enquanto 18% é aceitável para algumas aplicações, outras aplicações importantes do sistema exigem melhor precisão. Ao aplicar essa tecnologia ao processo de projeto do circuito amplificador, o amplificador operacional fornecerá o mesmo ganho de sinal, independentemente de sua posição no wafer. A abordagem de compensação permite um condicionamento de sinal prático que funciona de 25 °C a 500 °C.

A NASA está buscando ativamente licenciados para comercializar esta tecnologia. Entre em contato com o Concierge de Licenciamento da NASA em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo. ou ligue para 202-358-7432 para iniciar discussões de licenciamento. Siga este link aqui Para maiores informações.