Hallo (Fach)-Leute,
ich las gerade etwas über Hochtemperaturfeste (bis +210°C) halbleiter
von TI. Das irgendwan die internen Stukturen durch die Intrinsikleitung
anfangen "unkontrolliert" zu leiten, angeregt durch die Wärme ist mir
bekannt. Aber wie sieht es bei Temperaturen von ca. -100°C aus? Ist ja
noch weit weg vom absoluten Nullpunkt! Soche Bauteile kann man nirgend
kaufen (mir ist max -55°C bekannt). Was machen da die Halbleiter bei
solchen extrem niedrigen temperaturen? Und wie schafft man die
Elektronik im Weltraum (wo ja schon mal weit unter -100°C anzutreffen
sind) am leben zu halten?
Outa'Space schrieb:> solchen extrem niedrigen temperaturen? Und wie schafft man die> Elektronik im Weltraum (wo ja schon mal weit unter -100°C anzutreffen> sind) am leben zu halten?
Ganz einfach: solange die Elektronik im Leerlauf ist, gibt es eine
Heizung. Läuft die Elektronik, lautet das eigentliche Problem nicht:
"wie halte ich sie warm" sondern "wie werde ich die Wärme los"
Fazit: Im Weltraum stellt sich nicht die Frage, wie Elektronik bei -100!
reagiert. Sie wird nie so kalt. Und wenn, dann ist sie in der Zeit
abgeschaltet und wird zum Betrieb wieder vorgewärmt.
Outa'Space schrieb:> Hallo (Fach)-Leute,>> ich las gerade etwas über Hochtemperaturfeste (bis +210°C) halbleiter> von TI. Das irgendwan die internen Stukturen durch die Intrinsikleitung> anfangen "unkontrolliert" zu leiten, angeregt durch die Wärme ist mir> bekannt. Aber wie sieht es bei Temperaturen von ca. -100°C aus? Ist ja> noch weit weg vom absoluten Nullpunkt! Soche Bauteile kann man nirgend> kaufen (mir ist max -55°C bekannt). Was machen da die Halbleiter bei> solchen extrem niedrigen temperaturen? Und wie schafft man die> Elektronik im Weltraum (wo ja schon mal weit unter -100°C anzutreffen> sind) am leben zu halten?
Wenns Dich wirklich so interessiert, ruf mal bei Kuhne Electronic in
Berg bei Hof/Bayern an, die bauen Sachen für die ESA, die können Dir
gewiss weiterhelfen!
bei niedrigen temperaturen kann man (fast) keine ladungsträger mehr
ionisieren... das problem hat man zB mit SI-carbid schon bei
raumtemperatur..unter 80° funktionieren die dinger quasi garnicht..
Andi D. schrieb:> bei niedrigen temperaturen kann man (fast) keine ladungsträger mehr> ionisieren.
Ionisiert wird da nichts. ;-) "mobilisieren" wäre wohl der bessere
Ausdruck.
Aber ich stimme den Vorrednern zu, 170 K ist noch nicht so kalt, dass
die Halbleiter an sich versagen (wenngleich es natürlich gut passieren
kann, dass einzelne Teile nicht mehr richtig funktionieren, weil die
geringeren Ströme das Timing aus dem Ruder gleiten lassen), sondern
die größere Herausforderung ist es, dass das schrumpfende Gehäuse
nicht etwa die Bonddrähte abreißt.
Bei den tiefen Temperaturen verschieben sich auch die Arbeitspunkte und
einige ICs gehen nicht mehr, bzw. die Eigenschaften ändern sich. Für
rauscharme Verstärker haben die niedrigen Temperaturen aber auch
Vorteile.
Auch wenn es weit unter der von den Herstellern spezifizierten
Temperatur ist, gehen einige Halbleiter auch noch bei 77 K (-190°C),
aber halt nicht mehr viele.
> Besucher (Gast)> Du meinst den Widerstandswert, denn der Widerstand wird> bei fallender Temperatur schrumpfen, hahaha.
Nee, ich meine, Besucher lachen debil und haben keine blasse
Ahnung von Halbleiterphysik und merken nicht mal wie sie sich
damit hier blamieren.
Siliztium hat einen perfekten Bandasbtand - für Temperaturen in denen
wir normalerweise Leben und Arbeiten. Wird es zu kalt, ist die
Störstellenionisierung noch nicht abgeschlossen und die Leitfähigkeit
vonm SI sinkt.
Ionisierte Störstellen
^
| Arbeistbereich
| Störstellenerschöpfung
_______________________________
... ____________
|_____
________________________________________________-> Temperatur
Abgesehen von Ausdehnungsproblemen und gerissenen Boddrähten
2. Frage ist auch inwieweit digital Laufzeitdifferenzen auffallen oder
3. analog, wo die Arbeitspunkte evtl. weglaufen bei diesen Temperaturen.
4. Die PC-Overclocker schaffen mit flüss. Stickstoff 5GHz
Cebit 2009 Quelle: http://www.golem.de/0903/65862.html
