Как диоды стабильно работают в высоких средах температурной связи?

1, механизм высокой температуры и деградация производительности
Мутация производительности, вызванная тепловым возбуждением носителя
В условиях высокой температуры термическое возбуждение носителей заряда в полупроводниковых материалах усиливается, что приводит к значительным изменениям в электрических характеристиках диодов. На 150 градусов обратный ток утечки диодов Шоттки увеличивается на три порядка по сравнению с 25 -градусной средой, что приводит к резкому увеличению потери мощности. При 175 градусах капля переднего напряжения регулярного диода PN -соединения уменьшается на 15%, что приводит к дрейфу и влиянию на целостность сигнала.
Структурное повреждение, вызванное тепловым напряжением
Когда температура соединения превышает 150 градусов, материал на основе кремния - испытывает несоответствие в коэффициенте теплового расширения, что приводит к очистке слоя металлизации. Согласно фактическим данным тестирования от определенного производителя оборудования для связи, скорость отслоения проволоки в 220 упакованных диодах достигла 12% после непрерывной работы на 200 градусов в течение 1000 часов.
Высокочастотная характеристическая деградация
В высоких сценариях частоты- выше 100 МГц эффект кожи концентрируется на поверхности. Эксперименты показали, что когда диоды SIC Schottky работают при 200 МГц, температура поверхности на 25 градусов выше температуры тела, что приводит к увеличению времени обратного восстановления на 30% и ухудшению качества сигнала связи.
2, прорыв в технологии диодного материала с высокой температурой.
Применение широкополосных полупроводниковых материалов
Материал SIC: ширина полосовой зоны 3,26EV, критическая прочность поля 3 мВ/см, которая в 10 раз выше, чем материал SI. При 175 градусах обратный ток утечки диода Cre Sic Schottky от 1200 В составляет всего 0,1 мкс, что на два порядка ниже, чем у устройств Si.
Материал GAN: с мобильностью электронов 2000 см ²/V · S, он подходит для высоких сценариев частоты-. На 200 градусов потерь коммутации устройства Gan Hemt компании EPC составляет всего 0,5 Вт, что на 60% ниже, чем у Si MOSFET.
2.2 Новая контактная структура контакта с полупроводникой металла
В ответ на высокую задачу- температуру диодов Schottky Infineon принимает процесс многослойной металлизации TIW/NI/AG, и сопротивление контакта остается ниже 0,5 м ω · см ² при 200 градусах. SBD (гибридный барьер Schottky Diode), разработанный ROHM, снижает коэффициент температуры обратного утечки с 0,5%/ градус до 0,1%/ градуи, введя слой пассивации SIN.
Упаковочные технологии инновации
Упаковка керамической подложки: упаковка DFN8 × 8 с использованием Aln Ceramic Substrate, с термическим сопротивлением всего 3K/Вт, что на 40% ниже традиционной до 252 упаковки.
3D Упаковка: технология упаковки SIP, разработанная Amkor, увеличивает плотность теплового потока от 5 Вт/мм до 15 Вт/мм ² до вертикального соединения TSV.
3, Решение на тепловое управление системным уровнем
Активная технология охлаждения
Микроканальное жидкое охлаждение: базовые станции Huawei используют кремниевые пластины на основе жидкого охлаждения на основе жидкости на основе. Когда скорость потока охлаждающей жидкости составляет 2 м/с, температура диодного соединения может контролироваться ниже 120 градусов, что на 30 градусов ниже, чем воздух - охлаждаемого раствора.
Фазовое рассеивание тепла. Материал композитной фазы на основе парафина, разработанный ZTE Corporation, имеет скрытое тепло 200J/г и может поглощать 1000J тепла в точке изменения фазы 150 градусов.
Интеллектуальная цепь управления температурой
Ограничение динамического тока: чип TPS25940 TPS25940 динамически регулирует выходной ток, обнаруживая температуру диодной упаковки. Фактические данные тестирования показывают, что ток может быть ограничен 70% от номинального значения на 150 градусов, что продлит срок службы устройства на три раза.
Thermocouple Closed - Контроль цикла: ADI ADT7420 Датчик температуры в сочетании с TEC холодильным чипом достигает ± 0,5 градуса точность контроля температуры, подходящая для экстремальных сценариев, таких как спутниковая связь.
Тепло -электрический конструкция совместной работы
Оптимизация термической макета печатной платы: принятие 6-слойной конструкции печатной платы, слой источника тепла диода отделяется от уровня сигнала на 2 внутренних электрических слоях, снижая тепловое сопротивление на 25%.
Проверка теплового моделирования: программное моделирование ANSYS IcePak показывает, что разумная макет может снизить температуру горячей точки диода с 180 градусов до 140 градусов и улучшить системную MTBF до 100000 часов.
https://www.trrsemicon.com/transistor/voltage________regulators/bridge_bridge <3bectifiers <4tucbl406.html