gibt es elektronik, die bei >300°C funktioniert?

sorry, im falschen Bereich gepostet.

Honeywell hatte mal Halbleiter für Down Hole Anwendungen die bis zu 300 
Grad C spezifiziert waren. Da gab es sogar einen LM324 mit diesen 
Temperaturbereich.

Über 300 wird schwer, 300 ist meist die Obergrenze. Aber auch da ist die 
Lebensdauer kurz, sind die Leckströme hoch. Aber in der Erdölindustrie 
etc. muss man sich drauf einlassen.

Bis 300 GradC arbeiten HT83C51 im Keramikgehäuse von 
https://aerospace.honeywell.com/en/products/navigation-and-sensors/high-temperature-microelectronics 
(dazu Bauteile von http://www.cissoid.com/ ) und einiges bis 220 GradC 
von Texas Instruments 8-fach 24-Bit ADC 
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ads1278-ht.pdf Spannungsreferenz 
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ref5025-ht.pdf 3.5W 
Schaltregler-Spannungswandler Cissoid Fuji von -55 bis +225 GradC, C28xE 
DSP http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/sm320f2812-ht.pdf , bis 200 GradC 
der JFET-OpAmp I-6H001 und I-6H005 12bit A/D von Interfet, ARM7TDMI mit 
60 MHz http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/sm470r1b1m-ht.pdf auch der 
digitale Temperatursensor LM95172

Murmeltier schrieb:
> Honeywell hatte mal Halbleiter für Down Hole Anwendungen die bis zu 300
> Grad C spezifiziert waren. Da gab es sogar einen LM324 mit diesen
> Temperaturbereich.

Und nächste Woche bringt der Weihnachtsmann die Ostereier!

Datenblatt?

Röhren haben bei diesem Temperaturen kein Probleme.
Irgendwann kann man sich die Heizung sparen ;-)

Analog hat einiges bis 210 Grad C

https://www.analog.com/en/applications/markets/instrumentation-and-measurement-pavilion-home/high-temperature.html

Mani W. schrieb:
> Und was bedeutet eigentlich Down Hole?

Tief unten im Bohrloch, im Gegensatz zu oben am Turm.

Mani W. schrieb:
> Ach so, meinen Lieblings-IC gab es für Höllentemperaturen?

Beruhigend.
Da ich sowieso in die Hölle komme, kann ich dann immernoch Internet 
kukken.

neugierig schrieb:
> Hallo,

wie kommst Du ausgerechnet auf 300?

Sliziumcarbid:
https://www.elektroniknet.de/elektronik/power/sic-das-material-und-seine-eigenschaften-108808-Seite-2.html

Die Nasa zeigt bspw Oszillatoren auf 600°C
https://sic.grc.nasa.gov/

NASA mags halt gerne heiß:
https://de.wikipedia.org/wiki/Parker_Solar_Probe

Mani W. schrieb:
> Und was bedeutet eigentlich Down Hole?
> Loch darunter?

Es bedeutet "Unter-Tage". Das klingt genauso dämlich wie 'down-hole' 
wenn man es wortwörtlich gebrauchen will, aber nicht die 
berufsspezifische Bedeutung von 'Tage' in "unter/über-tage" kennt. 
Genauso wie "Wetter", "Mundloch", "Stempel", "Stollen", ... kurz die 
ganze Bergmannssprache:

https://de.wikipedia.org/wiki/Bergmannssprache

In diesem Sinne,
Glück Auf!

GaN (+ InN, AlN und Mischungen) sowie SiC sind grundsätzlich dafür 
geeignet. Ob das Gehäuse und die Bonds das mitmachen, ist aber eine 
andere Frage.
Diamant ist prinzipiell möglich, aber reale Bauelemente abseits der 
Theorie habe ich daraus noch nicht gesehen, da sich die Dotierung etwas 
schwierig gestaltet.

Bei Silizium bekommt man Probleme mit zu vielen intrinsischen 
Ladungsträgern, wodurch die Dotierung quasi keine Rolle mehr spielt - 
deswegen HL mit mehr Bandabstand (SiC, Nitride, Diamant).

Mani W. schrieb:
> Und was bedeutet eigentlich Down Hole?

Anwendungen im Bohrloch.
Also Öl/Gasindustrie

Vielen Dank fürs verschieben.

Vor allem vielen Dank für die hilfreichen und interessanten Antworten.

P.S.:
Wieso nicht 400, oder 500, oder gar 1000? Für den neugierigen Laien sind 
das doch nur aussagebefreite Zahlenkolonnen. Da Einzige was er mit 
Sicherheit sagen kann ist daß es sehr heiß ist und man der Sache nicht 
zu nahe kommen sollte. Das sieht mir ganz so aus als wenn Du nur 
unbequemen Fragen aus dem Weg gehen willst.

Das ist beleidigend und in seiner Penetranz (Deine ausgeklügelte 
Herangehensweise) schon ehrenrührig.

Was ist Elektronik?
Ist ein oller Bimetallschalter schon Elektronik?
Ist ein PT1000-Fühler schon Elektronik?
Ist ein Halogenlampenglühfaden schon Elektronik?

Funktioniert alles weit jenseits der 300 Grad immer noch.

Da es für diese Einsatztemperaturen nicht mehr viel "Standardware" zu 
kaufen gibt, haben da Firmen die in diesem Bereich tätig sind ihre 
eigene kleine "IC-Schmiede". Damit können sie zumindest rohe IC-Dies 
bonden und verarbeiten. Die Dies (auch wenn sie mit weniger als 300°C 
spezifiziert sind) werden vorab im Klimaschrank getestet und selektiert. 
Dadurch kann man darauf schließen, wie lange dieser Die dann im echten 
Untertage-Werkzeug überleben wird. Das ist natürlich ein Bruchteil der 
Lebensdauer, bei normaler Nutzung. Aber da in diesem Bereich Geld keine 
Rolle spielt, tauscht man die Elektronik einfach öfter mal aus

M. Agnet schrieb:
> Was ist Elektronik?
> Ist ein oller Bimetallschalter schon Elektronik?
> Ist ein PT1000-Fühler schon Elektronik?
> Ist ein Halogenlampenglühfaden schon Elektronik?

Warum antwortest du, wenn du nicht die leiseste Ahnung hast, nichtmal 
Grundlagen kennst was Elektronik ist ? Alles keine Elektronik.

Konstantin Qualle schrieb:
> Wieso nicht 400, oder 500, oder gar 1000

Wahrscheinlich kannte er bereits die Bauteile, die bis 300 spezifiziert 
waren.

Nur mal so aus Neugier.
Welche besonderen Anforderungen hat man denn, dass es unbedingt 
notwendig ist, dass man direkt im Bohrkopf hochanspruchsvolle Elektronik 
braucht?
Temperatur, Druck, Torsion, Neigung kann man auch elektromechanisch 
messen.

Marek N. schrieb:
> Temperatur, Druck, Torsion, Neigung kann man auch elektromechanisch
> messen.
Die müssen aber auch verarbeitet und gesendet werden.
Daten werden übrigens wohl teilweise über Schall/Druck übertragen.

Marek N. schrieb:
> Röhren haben bei diesem Temperaturen kein Probleme.

Warum nimmt man die dann nicht?

Toby P. schrieb:
> Warum nimmt man die dann nicht?

Mechanisch zu fragil und viel zu groß

IncreasingVoltage .. schrieb:
> Woran liegt die verkürzte Lebensdauer von Hochtemperatur-Halbleitern?
> Ist der Effekt der Elektromigration so extrem hoch bei 300°C?
Genau das. In der Diffusionsrate steckt ein T^4 ... das geht ganz 
ordentlich ab :-)

Danke, ich bin halt immer noch auf dem Stand der Kola-Bohrung.

Mani W. schrieb:
> Mani W. schrieb:
>> Und was bedeutet eigentlich Down Hole?
>> Loch darunter?
>>
>> Murmeltier, es ist besser, Du bleibst in Deiner Höhle...
> Sei mir nicht böse, bitte!
>
> Muss auch noch ein bisserl dazu lernen....

Der Mann hat Größe.


Und ich bin wieder mal erstaunt, was für interessante Threads aus (von 
einigen teilweise als dumm angesehenen) solchen Fragen entstehen.
Einfach wunderbar...

Sebastian R. schrieb:
> In 95% der Fälle reicht es, wenn die Elektronik dauerhaft 185° ab kann,
> darauf war alles ausgelegt. Platinen aus Polyimid,
> Hochtemperatur-Lötzinn, Vergussmaterialien auf Silikonbasis,...

Ich schätze das Elektrische Problem Numero Uno war da nicht die Hitze, 
sondern die elektrostatische Aufladung durch die Reibung im Öl. Wie habt 
ihr dieses Problem gelöst?

Ludwig Lustlos schrieb:
> elektrostatische Aufladung durch die Reibung im Öl

Kann man evtl. ableiten und Öl kann auch salzhaltig sein.

Einige Transistoren bis 200 Grad Arbeitstemperatur sind z.B. bei RS über 
die parametrische Auswahl zu finden. Allerdings wird man die Leistung 
gewaltig reduzieren müssen.

Tiefenbohrung Windischeschenbach schrieb:
> Toby P. schrieb:
>> Warum nimmt man die dann nicht?
>
> Mechanisch zu fragil und viel zu groß

Die Russen hatten früher Mikroröhren für ihre Kampfflieger. Das sollte 
doch passen.

Toby P. schrieb:
> Die Russen hatten früher Mikroröhren für ihre Kampfflieger. Das sollte
> doch passen.

Nicht nur die Russen, die haben die Röhren ohnehin nicht 
selbstentwickelt sondern nachgebaut, die Amis haben denen die Röhren 
sozusagen 'rüber geballert':
http://www.inert-ord.net/usa03a/usa6/fuzes/index.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Proximity_fuze#/media/File:MK53_fuze.jpg

;-)

Wieso man beim bohren nach Öl da unten Elektronik braucht?
1) du musst wissen, wo du bist. Ab 2 Meter unter der Erde geht GPS nicht 
mehr. Du bohrt aber 4 km unter der Erde nach Öl. Also musst du andere 
Werte messen. Beispielweise das Gravitationsfeld. Auch kannst du von 
übertragen ausgesandte Schallwellen und Reflexionen messen.
2) du musst wissen, in welche Richtung du bohrt. Dazu kannst du 
beispielsweise zusätzlich zu 1) das Magnetfeld messen.
1) und 2) musst du unbedingt können, denn das verlangt das bergbauamt. 
Du sollst z.b. nicht in das 50 Meter daneben liegende Rohr bohren.
3) unter Tage änderst du die bohrrichtung. Üblicherweise bohrt man vom 
Erdboden oder Meeresgrund halbwegs senkrecht nach unten. Selbst das 
klappt mit bohrmeißel und Stahlrohr nur wenige 100 Meter. Danach bist du 
einige Grad zur Seite abgelenkt und bohrt zunehmend korkenzieherbahnen. 
Kurz vor erreichen der ölhaltigen Schicht änderst du die bohrrichtung, 
so dass du in etwa horizontal bohrst. Heißt, unter Tage hast du eine 
aktorik, um deinen bohrmeißel seitlich auszulenken. Das wird 
mittlerweile auch halbwegs elektronisch zumindest gesteuert.
4) du möchtest der untertageeletronik von übertage mitteilen, dass jetzt 
eine richtungsänderung erfolgen soll. Das machst du nur in seltenen 
Fällen über ein langes Kabel vom bohrturm nach unten. Google mal nach 
mud pulse telemetry.
5) du möchtest oben wissen, ob unten alles ok ist, oder geologische 
Messwerte nach oben übertragen. Auch dafür brauchst du unten Elektronik.
6) du möchtest nicht nur das nach oben gespühlte bohrklein untersuchen, 
sondern auch ganze bohrkerne nach oben bekommen.
7) du möchtest von der im Gestein sitzenden Flüssigkeit Proben ziehen, 
die dann übertage analysiert werden, oder schon während der Bohrung 
wissen, wie viel Öl, Wasser und Schwefel da drin ist.
8) du möchtest wissen, in was für gestern du dich befindest und wie 
porös dieses ist. Davon  hängt ab, wie gut sich das Öl fördern lässt.
9) du möchtest wissen, wie die älführende Schicht einige Meter vor dem 
bohrmeißel verläuft, um proaktiv in der ölführenden Schicht zu bleiben. 
Diese ist nicht, wie in Comics, eine riesige Höhle voller Öl, sondern 
eine manchmal nur wenige Meter dicke Schicht aus porösen Gestein.
10) du möchtest untertage dein Bohrloch abdichten, weil der Druck vom 
Öl/ bohrschlamm zu hoch wird und ein blowout droht.
11) ... daran arbeiten wir gerade ;)

Du = Auftraggeber einer Bohrung nach Erdöl/  Gas

Achja, nicht nur die Hitze hast du da unten. Wenn du Elektronik direkt 
an einem bohrmeißel betreibst, rappelt es auch ganz ordentlich.

Ludwig Lustlos schrieb:
> Toby P. schrieb:
>> Die Russen hatten früher Mikroröhren für ihre Kampfflieger. Das sollte
>> doch passen.
>
> Nicht nur die Russen, die haben die Röhren ohnehin nicht
> selbstentwickelt sondern nachgebaut, die Amis haben denen die Röhren
> sozusagen 'rüber geballert':

Die Russen bauen doch sowieso alles nur nach.
Aber die Amis?
Mein Vater hat in meiner Kindheit immer was von Bleistiftröhren erzählt.
Seine Erkenntnisse stammen von vor dem 2. WK.

neugierig schrieb:
> wie sieht es mit Transistoren, Dioden aus?

Ausprobieren.
Vieles wird bei den Temperaturen noch funktionieren auch wenn es niemand 
garantiert.
Mit dramatisch verkürzter Lebensdauer und jenseits der zugesicherten 
Eigenschaften.

Wir hatten mal einen US Konkurrenten der seine LED Leuchten so genial 
dimensioniert hat, das sich die LEDs noch während der kundenseitigen 
Installation selbst entlötet haben und von der Decke fielen.
Funktioniert haben die noch, nur eben brutal gealtert.

In dem Bereich must Du alles selbst testen.
Je gröber die Silizium Struktur um so eher wird das funktionieren, weil 
die Leckströme stark ansteigen.
Also möglichst spannungsfest dimensionieren, bzw. bei Logig so weit wie 
möglich mit der Spannung runtergehen.
Keine Elkos, ptfe Kabel und alles Crimpen.
Glasfaserverstärkte Gehäuse für Steckverbinder
SMD Bauteile können alle die hohen Löttemperaturen ab.
THD nicht unbedingt.

Die Diamant ICs gibt es wohl, nur habe ich sowas noch nie gesehen in 
freier Wildbahn.
Dürfte dann auch militär sein und für normalsterbliche nicht verfügbar.