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工作温度超350度的集成电路问世
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工作温度超350度的集成电路问世

作者:
来源:
中国国防科技信息网
发布时间:
2014/06/20 00:00
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美国阿肯色大学研究人员已经设计出可在温度高于350°C (大约660°F)时工作的集成电路。该研究由美国国家科学基金(NSF)提供资助,研究成果可以提高用于电力电子设备、汽车和航空航天设备领域的处理器、驱动器、控制器和其他模拟与数字电路的功能,因为所有这些应用场合的电子设备都必须在高温甚至经常在极限温度下运行。 
 
阿肯色大学电子工程学院特聘教授Alan Mantooth说,“坚固性允许这些电路被放置在标准硅基电路部件无法工作的地方。我们设计了性能优越的信号处理电路模块、控制器和驱动器电路。” 
 
美国生产的1/3电力到达最终用户之前,都须通过某种功率电子转换器传输或电机驱动。阿肯色大学团队开发的电路可以在恶劣环境条件下紧密集成控制这些应用要求并提高用电效率,同时降低这些系统的总尺寸和复杂性。研究人员采用的碳化硅(SiC)可以承受很高电压,是一种良好的热导体,所以可以在高温下工作,而不需要冷却设备来散热。 
 
由Mantooth教授和计算机工程系教授Jia Di领导的团队通过将SiC与宽温度设计技术相结合实现了高性能。在电力电子技术和集成电路中,该研究被认为代表了许多基本模拟、数字和混合信号模块的第一次实现,如使用互补式SiC技术的锁相环(PLL)。锁相环是产生一个输出信号其相位与输入信号相位相关的控制系统。这种功能在电路应用如信号同步、频率合成以及调制解调中是至关重要的。 
 
此研究是美国国家科学基金会“建立创新能力项目”的一部分,其目的是使大学与产业研究成为合作伙伴建立知识合作创新流程——从观念到实际研究结果、原型和产品。这一创新生态系统的基础是阿肯色大学和两个费耶特维尔技术公司——欧扎克集成电路公司(为极端环境条件下的远程传感和驱动开发集成电路)和阿肯色电力电子国际有限公司(APEI)(专门开发高性能电子设备,应用包括国防、航空航天和混合/电动汽车)。雷声公司也是一个重要的合作伙伴。欧扎克集成电路公司正在使电路技术商业化。APEI公司重点在电力应用中使用SiC电路。 
 
研究经费授予给阿肯色电路设计中心(包括两个实验室,一个由Mantooth 负责,另一个由Jia Di负责)。它支持阿肯色大学国家可靠电力传输中心的任务,该中心作为联邦政府智能电网和可再生能源技术研发重点的一部分而得到资助。该中心是研究电力系统的几个大学研究中心之一,旨在促进美国电网更可靠和更有效。由于阿肯色大学先进的电力电子技术研究优势和碳化硅的长期研究,美国能源部自2005年开始资助该中心。Mantooth是中心执行主任。