la mayoría de los circuitos de acondicionamiento de señal analógica y lógica digital se consideran \"nivel de señal\" en los transistores individuales

en estos circuitos normalmente no se requieren más de unos pocos miliamperios de corriente y \u0026 lt; 20 v para funcionar correctamente.

los circuitos de silicio sobre aislante comercialmente disponibles pueden realizar complejas funciones de nivel de señal digital y analógica

hasta 300 ° c cuando no se requiere una salida de alta potencia [163]. además de ics en el cual es ventajoso combinar señales funciones de nivel con meios / sensores sic de alta potencia o únicos en un solo chip, circuitos sic más caros únicamente realizar funciones de nivel de señal de baja potencia parece en gran medida injustificable para aplicaciones de baja radiación a temperaturas debajo de 250-300 ° c.

a partir de este escrito, no hay transistores semiconductores disponibles comercialmente o circuitos integrados (sic o de otro tipo) para uso en temperaturas ambiente superiores a 300 ° c. a pesar de que los prototipos de laboratorio de alta temperatura basados ​​en sic tienen mejoró significativamente en la última década, lograr la confiabilidad operacional a largo plazo sigue siendo el principal desafío de Realizando dispositivos y circuitos útiles de 300-600 ° c. tecnologías de circuitos que se han utilizado para implementar con éxito vlsi los circuitos en silicio y gaas como cmos, ecl, bicmos, dcfl, etc., son en diferentes grados candidatos para t \u0026 gt; 300 ° c sic- circuitos integrados. la fiabilidad del aislante de compuertas a alta temperatura (sección 5.5.5) es fundamental para la realización exitosa de los circuitos integrados basados ​​en mosfet. La fuga del diodo schottky puerta a canal limita la temperatura máxima de funcionamiento de los circuitos de mesfet sic a alrededor de 400 ° c (sección 5.5.3.2). por lo tanto, los dispositivos basados ​​en uniones pn, como los transistores de unión bipolar (bjts) y los transistores de efecto de campo de unión (jfets), parecen ser tecnologías candidatas más fuertes (al menos a corto plazo) para lograr una operación de larga duración en 300-600 ° c ambientes. Debido a que los circuitos de nivel de señal funcionan en campos eléctricos relativamente bajos muy por debajo del voltaje de falla eléctrica de la mayoría de las dislocaciones, las micropipetas y otras dislocaciones afectan los rendimientos del proceso del circuito de señalización en mucho menor grado que los rendimientos de los dispositivos de alta potencia.

a la fecha de este escrito, se han demostrado en el laboratorio algunos transistores discretos y prototipos a pequeña escala y amplificadores analógicos basados ​​en las variaciones de las topologías de los dispositivos nmos, cmos, jfet y mesfet. sin embargo, ninguno de estos prototipos son comercialmente viables a la fecha de este escrito, en gran parte debido a su incapacidad de ofrecer una operación de duración prolongada eléctricamente estable a temperaturas ambiente más allá del ~ 250-300 ° c de la tecnología de silicio sobre aislante. como se discutió en la sección 5.5, un obstáculo común para todas las tecnologías de dispositivo sic de alta temperatura es la operación confiable a largo plazo de contactos, interconexión, pasivación y empaque en t \u0026 gt; 300 ° c. al incorporar contactos y paquetes óhmicos de alta temperatura y alta duración, se demostró recientemente una operación eléctrica continua y prolongada de un transistor de efecto de campo de 6 hs empaquetado a 500 ° C en un ambiente de aire oxidante.

a medida que se realizan nuevas mejoras en las tecnologías fundamentales de procesamiento de dispositivos sic (sección 5.5), cada vez más duraderas t \u0026 gt; La tecnología de transistores basados ​​en sic de 300 ° c evolucionará para un uso beneficioso en aplicaciones de ambientes hostiles. la funcionalidad de alta temperatura cada vez más compleja requerirá diseños de circuitos robustos que admitan grandes cambios en los parámetros de operación del dispositivo en los rangos de temperatura mucho más amplios (de hasta 650 ° C de extensión) habilitados por sic. los modelos de circuitos necesitan tener en cuenta el hecho de que las epilayers de los dispositivos sic están significativamente \"congeladas\" debido a las energías de ionización dopante más profundas del donante y del aceptador, de modo que los porcentajes no triviales de los dopantes de la capa del dispositivo no se ionizan para conducir la temperatura actual. debido a estos efectos de congelación del portador, será difícil realizar ics basados ​​en sic operativos a temperaturas de unión mucho menores que -55 ° c (el extremo inferior del rango de temperatura de especificación de milisegundos).