Як діоди стабільно працюють у високих - середовищі температурного зв'язку?

1, Механізм високої температури та деградація продуктивності
Мутація продуктивності, спричинена тепловим збудженням носія
У умовах високої температури теплове збудження носіїв заряду в напівпровідникових матеріалах посилюється, що призводить до значних змін електричних характеристик діодів. При 150 градусах, зворотний витік струму діодів Шоткі збільшується на три порядки порівняно з середовищем 25 градусів, безпосередньо спричиняючи різке збільшення втрати потужності. При 175 градусах падіння напруги вперед регулярного діода ПН зменшується на 15%, внаслідок чого точка зміщення схеми дрейфу та впливає на цілісність сигналу.
Структурне пошкодження, спричинене тепловим напруженням
Коли температура стику перевищує 150 градусів, кремнію - матеріал на основі невідповідності коефіцієнта теплового розширення, що призводить до лущення шару металізації. Згідно з фактичними даними випробувань певного виробника комунікаційного обладнання, швидкість відшарування проводів зв'язку до 220 упакованих діодів досягла 12% після постійної роботи при 200 градусах протягом 1000 годин.
Характерна деградація високої частоти
У високих - частотних сценаріїв вище 100 МГц, ефект шкіри концентрує тепло на поверхні. Експерименти показали, що коли діоди SIC Schottky працюють при 200 МГц, температура поверхні на 25 градусів вище, ніж температура тіла, що призводить до 30% розширення часу зворотного відновлення та погіршення якості сигналу зв'язку.
2, прорив у високотемпературній спеціалізованій технології діодного матеріалу
Застосування широких матеріалів пропусків
SIC Матеріал: Ширина пропускної смуги 3,26EV, Критична міцність поля поломки 3 мВ/см, яка в 10 разів вище, ніж матеріал Si. При 175 градусах, реверс -струм витоку діода Cree 1200V Sic Schottky становить лише 0,1 мкм, що на два порядки нижчі, ніж у пристроїв Si.
Матеріал GAN: З мобільністю електронів 2000см ²/V · s він підходить для високих сценаріїв частот -. При 200 градусах перемикання втрати пристрою GAN HEMT компанії EPC лише 0,5 Вт, що на 60% нижчий, ніж у Si Mosfet.
2,2 Нова контрактна конструкція Metal Semiconductor
У відповідь на високу проблему витоку температури - Діоди Schottky, Infineon приймає багатошарову металізацію TIW/NI/AG, а контактний опір залишається нижче 0,5 м ω · см ² при 200 градусах. SBD (гібридний бар'єр Schottky Diode), розроблений ROHM, знижує коефіцієнт температури зворотного витоку з 0,5%/ град до 0,1%/ град, введення шарі пасивації гріха.
Інновації упаковки упаковки
Упаковка керамічної підкладки: упаковка DFN8 × 8 за допомогою керамічної підкладки ALN, з тепловим опором від 3 к/м, що на 40% нижчий, ніж традиційна упаковка до-252.
3D -упаковка: Технологія упаковки SIP, розроблена AMKOR, збільшує щільність теплового потоку з 5 Вт/мм ² до 15 Вт/мм ² через вертикальний взаємозв'язок TSV.
3, Системний рівень термічного управління
Активна технологія охолодження
Мікроканальне рідке охолодження: базові станції Huawei використовують кремній - на основі мікроканальних рідинних охолоджувальних пластин. Коли швидкість потоку теплоносія становить 2 м/с, температуру діода можна контролювати нижче 120 градусів, що на 30 градусів нижчий за повітря - розчин охолодженого.
Зміна фазової розсіювання: Матеріал зміни композитної фази на основі парафіну, розроблений корпорацією ZTE, має приховане тепло 200J/г і може поглинути 1000J тепла в точці зміни фази 150 градусів.
Інтелектуальна схема управління температурою
Динамічне обмеження струму: чіп TPS25940 TI динамічно регулює вихідний струм шляхом виявлення температури діода -упаковки. Фактичні дані тесту показують, що струм може бути обмежений 70% від номінального значення на 150 градусів, продовжуючи тривалість життя пристрою на три рази.
Thermople закрита - Контроль циклу: датчик температури ADI ADT7420 в поєднанні з Codrucation Chip TEC досягає ± 0,5 градусів контрольної температури, придатної для екстремальних сценаріїв, таких як супутникове спілкування.
Теплома електрична спільна конструкція
Оптимізація термічної компонування PCB: Прийняття 6-шарової конструкції друкованої плати, діодний шар джерела тепла відокремлюється від шару сигналу на 2 внутрішні електричні шари, знижуючи тепловий опір на 25%.
Термічна перевірка моделювання: Моделювання програмного забезпечення ANSYS ICEPAK показує, що розумний макет може знизити температуру гарячої точки діода з 180 градусів до 140 градусів та покращити систему MTBF до 100000 годин.
https://www.trrsemicon.com/transistor/voltage інт.