Die meisten analogen Signalaufbereitungs- und digitalen Logikschaltungen werden in diesen einzelnen Transistoren als \"Signalpegel\" betrachtet

in diesen Schaltungen benötigen typischerweise nicht mehr als einige Milliampere Strom und \u0026 lt; 20 V, um richtig zu funktionieren.

Im Handel erhältliche Silizium-auf-Isolator-Schaltungen können komplexe digitale und analoge Signalpegelfunktionen ausführen

bis zu 300 ° C, wenn keine hohe Ausgangsleistung erforderlich ist [163]. neben ics, bei denen es vorteilhaft ist, Signal- Level-Funktionen mit High-Power oder einzigartige sic Sensoren / Mems auf einem einzigen Chip, nur teurer sic Schaltungen die Ausführung von Signalfunktionen mit niedrigem Stromverbrauch erscheint für strahlungsarme Anwendungen bei Temperaturen weitgehend nicht vertretbar unter 250-300 ° C.

zum Zeitpunkt dieses Schreibens gibt es keine kommerziell erhältlichen Halbleitertransistoren oder integrierte Schaltungen (sic oder anders) zur Verwendung in Umgebungstemperaturen über 300 ° C. obwohl sic-basierte Hochtemperatur-Labor-Prototypen haben In den letzten zehn Jahren hat sich die Verbesserung der Betriebssicherheit erheblich verbessert Realisierung nützlicher 300-600 ° C Geräte und Schaltungen. Schaltungstechnologien, mit denen vlsi erfolgreich implementiert wurde Schaltkreise in Silizium und GaAs wie CMOS, Ecl, BICMOS, DCFL usw. sind in unterschiedlichem Maße Kandidaten für t \u0026 gt; 300 ° C sic- integrierte Schaltkreise. Hochtemperatur-Gate-Isolator-Zuverlässigkeit (Abschnitt 5.5.5) ist entscheidend für die erfolgreiche Realisierung von MOSFET-basierten integrierten Schaltungen. Gate-zu-Kanal-Schottky-Dioden-Leckage begrenzt die Spitzen-Betriebstemperatur von sic-Mesfet-Schaltungen auf etwa 400 ° C (Abschnitt 5.5.3.2). daher scheinen Bauelemente auf der Basis von pn-Übergang, wie Bipolartransistoren (bjts) und Sperrschicht-Feldeffekttransistoren (jfets), stärker zu sein (zumindest in der näheren Zukunft), um einen Langzeitbetrieb bei 300-600 ° C zu erreichen Ambientes. Da Signalpegelschaltungen bei relativ niedrigen elektrischen Feldern weit unter der elektrischen Fehlerspannung der meisten Versetzungen betrieben werden, beeinflussen Mikrolinsen und andere sikodische Versetzungen den Signalpegel-Schaltungsvorgang in einem viel geringeren Ausmaß, als sie die Hochfeldleistungs-Bauelementausbeuten beeinflussen.

Während dieses Artikels geschrieben wurde, wurden einige diskrete Transistoren und kleine prototypische Logik- und analoge Verstärker-ICs im Labor unter Verwendung von sic-Variationen von nmos-, cmos-, jfet- und mesfet-Bauelement-Topologien demonstriert. Keiner dieser Prototypen ist jedoch zum jetzigen Zeitpunkt wirtschaftlich rentabel, hauptsächlich aufgrund ihrer Unfähigkeit, einen elektrisch stabilen Betrieb bei längerer Dauer bei Umgebungstemperaturen jenseits der 250-300 ° C-Bereich der Silizium-auf-Isolator-Technologie anzubieten. Wie in Abschnitt 5.5 erörtert, ist ein gemeinsames Hindernis für alle Hochtemperatur-Gerätetechnologien ein zuverlässiger Langzeitbetrieb von Kontakten, Verbindungen, Passivierung und Verpackung bei t \u0026 gt; 300 ° c. Durch den Einbau hochbeständiger hochohmiger ohmscher Kontakte und Gehäuse wurde kürzlich ein kontinuierlicher elektrischer Betrieb eines gepackten 6h-Feldeffekttransistors bei 500 ° C in oxidierender Luft demonstriert.

da weitere Verbesserungen an grundlegenden sic-Geräte-Verarbeitungstechnologien (Abschnitt 5.5) vorgenommen werden, werden zunehmend langlebige t \u0026 gt; Die auf 300 ° C basierende Transistortechnologie wird sich für den Einsatz in Umgebungen mit harten Umgebungsbedingungen weiterentwickeln. Eine zunehmend komplexe Hochtemperaturfunktionalität wird robuste Schaltungsdesigns erfordern, die große Änderungen in den Betriebsparametern der Vorrichtung über die viel breiteren Temperaturbereiche (so groß wie 650 ° C Ausbreitung) ermöglichen, die durch sic ermöglicht werden. Schaltungsmodelle müssen der Tatsache Rechnung tragen, dass sic-Bauelement-Epitaxieschichten aufgrund tieferer Donor- und Akzeptor-Dotierstoff-Ionisierungsenergien signifikant \"ausgefroren\" sind, so dass nicht-triviale Prozentsätze von Dotierstoffen der Bauelementschicht nicht ionisiert werden, um Strom nahe der Raumtemperatur zu leiten. Wegen dieser Trägerausfriereffekte wird es schwierig sein, auf SiC basierende ICs zu realisieren, die bei Sperrschichttemperaturen von viel weniger als -55ºC (das untere Ende des u.s. mil.speziellen Temperaturbereichs) arbeiten.