概述了集成电路高温性能下降、甚至无法工作的原因。阐述了高温专用集成电路研究的必要性,介绍了国内外的研究现状。给出了国外高温传感器专用集成电路实现的主要技术和设计技巧,分析了专用集成电路的发展趋势。总结了实际高温应用环境中芯片失效的原因,并结合工艺兼容问题,提出了一些合理建议。I高温芯片国外对高温传感器专用集成电路研究比较多，PaulCdeJong等人利用动态反馈技术研制出高温仪表运算放大器，通过电阻旋转链补偿电阻解决了失配问题，采用标准结隔离1．6μmCMOS工艺实现了250℃的高温工作，无需校正和修调技术即可使平均增益误差低于25×10－6［4］。CaseWestern大学在传感器高温电路方面研究较为深入，研制出基于体硅CMOS工艺的高精度仪表放大器，可实现270℃下稳定工作，主要技术包括相关双采样技术、混合信号跟踪回路技术和恒定跨导gm偏置技术，其中，全差分运算放大器增益带宽可达30MHz，增益变化1dB［5］;并且研制出基于SOICMOS0．5μm全耗尽工艺的高温宽带宽跨阻放大器，适用于基于MEMS工艺的阻抗传感器，在高温300℃条件下，增益和带宽分别为2MΩ和1．2MHz，且具有低于1mW的功耗，该放大器仅利用CMOS晶体管和一个片外电容器实现其功能，芯片面积为8500μm2［6］。放大器是传感器专用集成电路的重要组成模块，实现放大器高温工作的工艺主要为体硅CMOS和SOICMOS2种。FinversIvarsG等人采用体硅CMOS工艺，发展趋势-电动液压滚圆机数控滚弧机价格低电动液压滚圆机滚弧机多少钱实现了一个高精度运算放大器，在200℃的环境温度下，仍能保持200μV的输入失调，这主要得益于自动调零技术。普通运放在高温条件下会因漏电而导致运放增益的下降，噪声和失调的上升以及温漂。自动调零电路通过采样保持电路，将运放的输入失调采样到保持电容器上，在下一个时序，将保持电容器上存储的失调电压与运放固有的失调相减，从而抵消运放的失调;低频噪声也同时被采样和抵消。理论上，这种方法可以具有近乎为零的失调和低频噪声，所以，在高温下漏电引起的额外失调也被抵消掉，而对整体电路无影响。如图2所示，主运放处理输入信号，调零放大器方面，基于现有大量模拟和数字IP块， 

www.suoguanjixie.name可以实现专用集成电路的全定制设计。设计产品主要针对传感系统，可以实现信号调理的模拟电路，模/数转换器以及嵌入式微控制器。设计的混合信号集成电路可以实现在250℃温度下稳定工作。Kulite公司提出了基于SOI，SiC及GaN材料的高温压力传感器专用集成电路，该电路为数字输出，包括运放、电压基准、A/D转换器和微处理器等电路模块，可应用于175℃以上的工作环境，如图4所示［18］。图4Kulite公司高温传感器智能专用集成电路由半导体理论可知，高宽禁带半导体材料在高温下对本征载流子影响小，可使半导体器件受温度影响小，因此，宽禁带半导体材料的研究也是解决集成电路高温工作的方法之一［19］。利用SiC工艺可实现工作在450℃下的集成电路，如果进行优化互联工艺，这种基于SiC工艺的电路可以实现在600℃高温下工作［20］。6H-SiC基片具有相当于Si的2．6倍的带隙宽度，10倍的击穿电场强度，3倍的温度传导系数，2倍的电子迁移速率，因此，SiC是一种具有更优越的高温特性的基片材料，非常适宜制作高温集成电路。但如获得高性能易于集成的MOSFET还需克服SiC/SiO2界面态的问题，相关SiC/SiO2界面态的特性和模型的研究工作仍在进行［21］，因此，基于SiC的MOSFET性能不佳。2013年，SoongChia-Wei等人用6H-SiC研制出用于检测电容传感器的单片高带宽跨阻放大器，该放大器在常温下增益和带宽分别为235kΩ和0．61MHz，在450℃条件下，增益和带宽分别为774kΩ和0．17MHz［22］，是首次用SiC跨阻放大器证明电容传感器能力的报道。3结束语高温传感器专用集成电路国外已有成熟产品?发展趋势-电动液压滚圆机数控滚弧机价格低电动液压滚圆机滚弧机多少钱  www.suoguanjixie.name