Fabrication d'amplificateurs opérationnels en carbure de silicium haute température

La NASA Glenn a développé une méthode pour corriger les variations de tension de seuil du transistor dues à l'emplacement de la puce sur la plaquette pour les amplificateurs opérationnels en carbure de silicium (SiC), permettant des circuits électriques améliorés pour le conditionnement du signal du capteur dans des environnements difficiles. Des avantages importants au niveau du système sont rendus possibles par l'amélioration des données de performances des circuits de capteurs montés dans les flux de turbines à gaz très chauds ou la boucle de refroidissement primaire d'un réacteur nucléaire, par exemple.

Souvent, les signaux minuscules (microvolts) des capteurs nécessitent un conditionnement par des composants électriques à haute température pour filtrer, amplifier et convertir à des niveaux adaptés à la numérisation et au contrôle «intelligent» du système. Les amplis op sont un composant essentiel pour l'amplification du signal. Avec le schéma de correction de tension de seuil, l'amplification du signal de tous les amplis op, à n'importe quelle position sur la plaquette de SiC, est la même, étendant un conditionnement de signal fiable bien au-delà des limites de température actuelles des circuits intégrés en silicium conventionnels, permettant de produire des puces utiles à travers toute la surface de la tranche de SiC.

Pour les amplificateurs opérationnels robustes basés sur des transistors à effet de champ à jonction SiC (JFET), cette méthode de compensation atténue les problèmes de variations de tension de seuil qui sont un effet de l'emplacement de la puce sur la tranche. Les amplificateurs opérationnels modernes à haute température sur le marché ne sont pas à la hauteur en raison des limites de température (seulement 225 °C pour les appareils à base de silicium).

Auparavant, les chercheurs ont noté que plusieurs amplis op sur une seule plaquette de SiC avaient des propriétés d'amplification différentes en raison de différentes tensions de seuil qui variaient dans l'espace jusqu'à 18 %, en fonction de la distance du circuit par rapport au centre de la plaquette de SiC. Alors que 18 % est acceptable pour certaines applications, d'autres applications système importantes exigent une meilleure précision. En appliquant cette technologie au processus de conception du circuit amplificateur, l'ampli op fournira le même gain de signal quelle que soit sa position sur la plaquette. L'approche de compensation permet un conditionnement pratique du signal qui fonctionne de 25 °C à 500 °C.

La NASA recherche activement des licenciés pour commercialiser cette technologie. Veuillez contacter le Concierge des licences de la NASA à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le voir. ou appelez-nous au 202-358-7432 pour entamer des discussions sur les licences. Suivez ce lien ici pour plus d'informations.