Hallo, ich weiß, dass ein FET, solange er nicht defekt ist und innerhalb einer angemessenen Umgebung betrieben wird wohl ordnungsgemäß arbeitet, insbesondere nicht einfach leitend wird. Im Weltall schützt man aber Elektronik vor Strahlung, um z.B. Bitkipper zu minimieren. Wovor muss man denn einen FET alles schützen, bzw. was machen Militarygrade? Weltraumgrade? FETs aus, dass sie besonders störunanfällig sind? Ich nehme auch an, dass die Strukturgröße hier eine große Rolle spielen wird. Was passiert bei sehr hohen Temperaturen mit einem FET? Wird das darin enthaltene Halbleitermaterial dann nicht leitend? Von welchen Temperaturen redet man da? Kann genauso nicht auch ein FET durch ein elektrisches Feld leitend machen? Hier kann denke ich ein Metallkäfig um das Halbleitermaterial zum abschirmen genommen werden?
Wenn es nur einen FET bzw nur einen FET Typen gäbe, wäre deine Frage halbwegs einfach zu beantworten. Doch so bleibt leider nur 'it depends' übrig. Du kannst hier gerne kleine gut abgegrenzte Fragen stellen. Eine komplette Diplom Arbeit wirst du jedoch woanders finden.
Mir geht es eher nur um die Grundlagen als um einen konkreten Typen. Ich habe schon bei google scholar gesucht, mir fehlen aber die passenden Begriffe um die richtigen Papers zu finden.
Tom schrieb: > Im Weltall schützt man aber Elektronik vor Strahlung, um z.B. Bitkipper > zu minimieren. Meines Wissens kann man da nicht viel schützen. Zum einen ist Abschirmung schwer, zum anderen kann durch Abbremsen der Teilchen der Wirkungsquerschnitt sogar noch erhöht werden. > Ich nehme auch an, dass die Strukturgröße hier eine > große Rolle spielen wird. Es gibt Störungen durch die Ladung der Teilchen, aber auch dauerhafte Schäden in der Kristallstruktur. Neben Bitkippern (Gegenmassnahmen: ECC/Scrubbing, Majority Voting, hardened Flipflops für kritische Teile) kann aber auch ein Latchup auftauchen, den muss man anhand der Stromaufnahme erkennen. Je grobschlächtiger, um so weniger machen die Kristallschäden langfristig aus, hängt aber auch am Prozess. AFAIK sind da so 65-90nm bleeding-Edge, also aus Consumersicht so gute 10-15 Jahrer alter Mist. Aber selbst das wird nur vorsichtig benutzt, Stichwort "Heritage". Bis das massenweise fliegt, dauerts nochmal 10 Jahre. Dass das alles kein Spass ist, sieht man an den Alltags-Videos aus der ISS. Die Kameras haben schon massenweise kaputte Pixel...
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Danke an Georg A. und Retro Nerd, das geht genau in die Richtung. Zu Strahlung habe ich schon ein paar Sachen finden können. Zu Temperatur und elektrischen Feldern noch nicht. Scheint entweder kein großes Problem zu sein, oder ich finde einfach nichts. Grundlegend ist mir Klar was die Temperatur mit einem Halbleiter macht, und ebenso was ein Feld in einem FET verursacht. Jedoch gibt es wohl keine Anwendungsfelder in denen das ein Problem wäre?
definiere Fehlfunktion, in meiner Industriezeit hatten wir Stress mit den ersten FET nach der Bestückung auf Baugruppen die zwar schalteten aber bei OFF nicht hochohmig genug waren. Nach längerer Forschung und Untersuchung incl. Plasmaöffnung wurde festgestellt das im Chip/Kristall zerstörte Strukturen waren deren Ursache ergründet werden mussten, der Fehler wurde gefunden, es war während der Verarbeitung nach dem cut von der Rolle statische Entladung aufgetreten.
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Elektrische Felder lassen sich durch entsprechende Schirmungsmaßnahmen blockieren: https://de.wikipedia.org/wiki/Abschirmung_(Elektrotechnik) Für HF und in Hoch- und Höchstspannungsumgebungen kann das durchaus ein notwendiges Thema werden. Der Arbeitstemperaturbereich und die Maximum Ratings eines Halbleiters stehen im Datenblatt. Hier helfen entsprechende "Military Grades" mit erweitertem Temperaturbereich oder Kühlungs- bzw. Erwärmungsmaßnahmen, je nach Einsatzzweck. Soweit ich weiß, sind die "Military Grades" nicht unbedingt speziell dazu hergestellt, sondern werden im Rahmen der Typstreuung ermittelt und aussortiert. Zu hohe Temperatur kann ganz schnell z.B. durch die eigene Verlustleistung zum Problem werden. Die gängigen x86 µP laufen z.B. ohne Kühlung nur wenige Sekunden und schalten dann i.d.R. durch ihre eingebaute Schutzschaltung ab. In speziellen, sehr kalten Umgebungen müssen dagegen die Schaltungen künstlich erwärmt werden.
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Danke soweit schon mal! Ich hab mir ein paar Datenblätter angesehen, dort stehen aber nur maximum Ratings für Temperaturen. Aber ab welcher Temperatur ist bei einem typischen 0815 Transistor wirklich Schluss? Das hängt wohl vom Halbleitermaterial ab? Woher weiß man welches genau in den heute gängigen Transistoren verwendet wird?
Ein Silizium BJT hat bei ca. 250 Celsius ein hfe von unendlich. Also er leitet ohne Basisstrom. Bei MOSFETs gehts evt. noch ein klein wenig höher aber auch da ist in der Region Schluss. Spezifiziert wird sowas bei diskreten Bauelementen meist bis 175 Grad. Die Lebensdauer ist bei den Temperaturen nach Arrhenius schon recht gering. Deutlich höher kommst Du nur mit Materialien die eine höhere Bandlücke aufweisen wie SiC, GAs etc. Germanium liegt noch darunter deshalb waren die noch temperaturempfindlicher. Das meiste wird heute aus Silizium hergestellt, da dort die am besten verstandenen Prozesse und fehlstellenärmsten Substrate vorhanden sind.
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