Kuidas töötavad dioodid stabiilselt kõrgel - temperatuuriga suhtluskeskkonnas?

1, kõrge temperatuuri rikkemehhanism ja jõudluse halvenemine
Kandja termilise ergutuse põhjustatud jõudlusmutatsioon
Kõrgete temperatuuri tingimustes suureneb pooljuhtmaterjalides laengukandjate termiline ergastus, mis põhjustab olulisi muutusi dioodide elektrilistes omadustes. 150 kraadi juures suureneb Schottky dioodide vastupidine lekkevool kolme suurusjärgu võrra võrreldes 25 -kraadise keskkonnaga, põhjustades otseselt võimsuse kadu järsku suurenemist. 175 kraadi juures väheneb regulaarse PN -ristmiku dioodi edasiliikumise pinge langus 15%, põhjustades vooluringi kallutatuse punkti triivimise ja signaali terviklikkuse mõjutamise.
Termilise stressi põhjustatud struktuurikahjustus
Kui ristmike temperatuur ületab 150 kraadi, kogeb räni - põhinevat materjali soojuspaisumisteguri sobimatust, mis viib metallimiskihi koorimiseni. Teatud kommunikatsiooniseadmete tootja tegelike testiandmete kohaselt ulatus pakitud dioodide kuni-220 pakitud dioodide sidumisjuhtmete määr 12% -ni pärast pidevat operatsiooni 200 kraadi juures 1000 tunni jooksul.
Kõrgsageduslike karakteristiku lagunemine
Kõrge - sageduse stsenaariumid üle 100MHz, kontsentreerib naha efekt pinnale. Katsed on näidanud, et kui SIC Schottky dioodid töötavad 200MHz juures, on pinnatemperatuur 25 kraadi kõrgem kui kehatemperatuuril, mille tulemuseks on pöördtegevuse taastumisaja 30% pikendamine ja kommunikatsioonisignaali kvaliteedi halvenemine.
2, läbimurre kõrge temperatuuriga spetsialiseeritud dioodide materjalitehnoloogias
Laia ribalaiuse pooljuhtmaterjalide kasutamine
SIC Materjal: ribalaiuse laius 3,26EV, kriitiline jaotusvälja tugevus 3mV/cm, mis on 10 korda suurem kui Si materjal. 175 kraadi juures on Cree 1200 V Sic Schottky dioodi vastupidine lekkevool vaid 0,1 μ A, mis on kaks suurusjärku madalam kui Si -seadmetel.
GAN -materjal: elektronide liikuvusega 2000cm ²/V · S sobib see kõrge - sageduse stsenaariumide jaoks. 200 kraadi juures on EPC -ettevõtte GAN HEMT -seadme vahetuskaotus ainult 0,5W, mis on 60% madalam kui Si MOSFET -i oma.
2.2 Uus metalli pooljuhtide kontaktstruktuur
Vastuseks Schottky dioodide kõrgele - temperatuurilekke probleemile võtab Infineon kasutusele TIW/NI/AG mitmekihilise metallimisprotsessi ja kontakttakistus jääb 200 -kraadise kraadi korral alla 0,5 m Ω Ω · cm ². ROHM -i välja töötatud SBD (hübriidbarjäär Schottky diood) vähendab vastupidise lekke temperatuuri koefitsienti 0,5%-lt/ kraadi/ kraadi/ kraadi kohta, tuues sisse SIN passivatsioonikihi.
Pakenditehnoloogia innovatsioon
Keraamilise substraadi pakend: DFN8 × 8 pakend ALN-i keraamilise substraadi abil, nii madala kui 3K/w soojusretasega, mis on 40% madalam kui traditsioonilistel TO-252 pakendil.
3D -virnastatud pakend: AMKOR -i välja töötatud SIP -pakenditehnoloogia suurendab soojusvoo tihedust 5W/mm ² -ni 15W/mm ² kaudu TSV vertikaalse ühenduse kaudu.
3, süsteemi taseme soojusjuhtimise lahendus
Aktiivne jahutustehnoloogia
Mikrokanali vedeliku jahutus: Huawei tugijaamad kasutavad räni - põhinevaid mikrokanali vedeliku jahutusplaate. Kui jahutusvedeliku voolukiirus on 2m/s, saab dioodide ristmike temperatuuri juhtida alla 120 kraadi, mis on 30 kraadi madalam kui õhk - jahutatud lahus.
Faasi muutmine soojuse hajumine: ZTE Corporationi välja töötatud parafiinipõhine komposiitfaasi muutusmaterjal on latentne kuumus 200J/g ja see võib faasimuutuse punktis 150 -kraadises muutuses neelata 1000J soojust.
Intelligentne temperatuurikontrolli vooluring
Dünaamiline voolu piirang: Ti TPS25940 CHIP reguleerib väljundvoolu dünaamiliselt, tuvastades dioodpakendi temperatuuri. Tegelikud katseandmed näitavad, et voolu võib olla piiratud 70% -ga nimiväärtusest 150 kraadi juures, pikendades seadme eluiga kolm korda.
Termopaar suletud - silmuse juhtimine: ADI ADT7420 temperatuuriandur koos TEC külmutuskiibiga saavutab ± 0,5 -kraadise temperatuurikontrolli täpsuse, mis sobib ekstreemseteks stsenaariumideks, näiteks satelliidiühenduseks.
Termiline elektriline koostöödisain
PCB termilise paigutuse optimeerimine: 6-kihilise PCB disainilahenduse kasutamisel eraldatakse dioodi soojusallika kiht signaali kihist kahe sisemise elektrilise kihiga, vähendades soojusresistentsust 25%.
Termiline simulatsiooni kontrollimine: ANSYS ICEPAK tarkvara simulatsioon näitab, et mõistlik paigutus võib vähendada dioodide leviala temperatuuri 180 kraadile 140 kraadi ja parandada süsteemi MTBF -i 100000 tunnini.
https://www.trrsemicon.com/transistor/voltage{2 {2} }regulators/bridgeLi {3 }RectIfiers IrectIfiers Irectifiers Irectifiers