Conception de semi-conducteurs pour applications à haute température : choix de matériaux et calculs
Les applications à haute température nécessitent des matériaux semi-conducteurs spécialisés qui peuvent fonctionner de façon fiable dans des conditions thermiques extrêmes. La sélection de matériaux appropriés et l'exécution de calculs précis sont des étapes essentielles dans la conception de ces semi-conducteurs pour assurer la performance et la longévité.
Sélection de matériaux pour semi-conducteurs à haute température
Les matériaux utilisés dans les semi-conducteurs à haute température doivent avoir des écarts de bande larges, une stabilité thermique élevée et de bonnes propriétés électriques à des températures élevées.
Propriétés principales du matériau
- Band Gap:[ Les écarts de bande larges réduisent la production thermique des porteurs de charge.
- Conductivité thermique:[ Une conductivité thermique élevée aide à dissiper efficacement la chaleur.
- Tension de refoulement:[ Des tensions de dégradation plus élevées permettent de fonctionner à des tensions plus élevées.
- Stabilité thermique: Résistance à la dégradation à haute température.
Calculs pour les performances à haute température
La conception de semi-conducteurs implique le calcul de paramètres tels que la concentration intrinsèque du porteur, la mobilité et la tension de panne à des températures élevées.
Concentration du porteur intrinsèque
La concentration intrinsèque du porteur augmente avec la température, ce qui affecte la conductivité.
ni = A × T[3/2 × e−Eg/2kT
Calcul de la tension de ventilation
La tension de rupture dépend des propriétés du matériau et de la géométrie du dispositif.
VBD = E[BD × d