NASA Glenn's Geavanceerde SiC Op-Amp Fabricatie voor Hoge-Temperatuur Sensor Toepassingen

NASA Glenn heeft een methode ontwikkeld om correcties aan te brengen voor variaties in transistor drempelspanning door die-locatie op de wafer voor siliciumcarbide (SiC) op-amps, wat verbeterde elektrische circuits mogelijk maakt voor sensor signaalconditionering in harde omgevingen. Belangrijke systeem-niveau voordelen worden mogelijk gemaakt door verbeterde prestatiedata van sensor circuits gemonteerd binnen erg hete gasturbijnestromen of de primaire koellus van een kernreactor, bijvoorbeeld.

Vaak vereisen kleine (microvolt) signalen van sensoren conditionering door hoge-temperatuur elektrische componenten om te filteren, te versterken, en te converteren naar niveaus geschikt voor digitalisatie en "slimme" systeemcontrole. Op-amps zijn een kritisch component voor signaalversterking. Met het drempelspanningscorrectieschema is de signaalversterking van alle op-amps, op elke positie op de SiC wafer, hetzelfde, wat betrouwbare signaalconditionering uitstrekt ver boven de huidige temperatuurlimieten van conventionele silicium geïntegreerde circuits, waardoor bruikbare chips geproduceerd kunnen worden over het hele SiC waferoppervlak.

Voor robuuste operationele versterkers gebaseerd op SiC Junction Field Effect Transistors (JFETs), mitigeert deze compensatiemethode problemen met drempelspanningsvariaties die een effect zijn van die-locatie op de wafer. Moderne hoge-temperatuur op-amps op de markte komen tekort door temperatuurlimieten (alleen 225 °C voor silicium-gebaseerde apparaten).

Eerder merkten onderzoekers op dat meerdere op-amps op een enkele SiC wafer verschillende versterkingseigenschappen hadden door verschillende drempelspanningen die ruimtelijk zo veel als 18% varieerden, afhankelijk van de afstand van de circuit tot het SiC wafer centrum. Hoewel 18% acceptabel is voor sommige toepassingen, eisen andere belangrijke systeemtoepassingen betere precisie. Door deze technologie toe te passen op het versterker circuit ontwerpproces, zal de op-amp dezelfde signaalversterking leveren ongeacht zijn positie op de wafer. De compensatiebenadering stelt praktische signaalconditionering in die werkt van 25 °C tot 500 °C.

NASA zoekt actief licentiehouders om deze technologie te commercialiseren. Neem contact op met NASA's Licensing Concierge op licensing@nasa.gov of bel 202-358-7432 om licentiegesprekken te initiëren. Volg deze link hier voor meer informatie.