半導体が-40°C未満で動作するのを妨げるものは何ですか？

ほとんどのデバイスは、-40°C〜85°C以上で特性評価されているようです。寒さに制限するものは何ですか？ICは冷たすぎると損傷する可能性がありますか？これは、ダイオード、トランジスタなどの他のデバイスにも適用されますか？

電力が供給されていないときの低温でのICパッケージの損傷は、機械的影響によるものです。エポキシ、リードフレーム、ダイ間の熱膨張係数の違い。

動作の問題は、抵抗の増加によるものです（半導体の抵抗温度係数は負です）。温度とドーピング濃度が十分に低い場合、半導体は本質的に絶縁体になり、まったく伝導せず、不特定の動作を引き起こします。

一部のICは極低温でも問題なく動作しますが、起動するにはバンドギャップ電圧リファレンスを許可するために暖かく起動する必要があります。

理論上、キャリアのフリーズにより一部のトランジスタが「故障」した場合、ICは他の場所に損傷を与える可能性があります（ほとんどの故障モードは熱的であり、ダイ上のすべてが非常に密結合しているため、ほとんどありません）。

詳細については、こちらのチュートリアルページを参照してください。

編集：

お気づきのように、ほとんどのデバイスは、通常-40°C〜+85°Cで特徴付けられています。極低温まで機能しなくなるということは何もありません。

-40未満の部品を自分で特性評価することができ、温度サイクルが遅い場合、機械的故障を大幅に回避できます。

一部のパッケージオプションは機能し、一部は機能しません。へへ。あなたは自分でその実験をしなければなりません。

自分で0C以下の部品を特徴付けることができます（家庭用冷凍庫を使用して簡単に）。

天文学者は、カメラチップとA / Dコンバーターの熱ノイズを取り除くために、液体窒素に浸すのが大好きです。

極端な条件の場合、重要な部分にヒーターを取り付けます（大きなキャップ、問題のあるIC）。

次に、電源シーケンスシステムは、パーツが特性化した温度範囲内になるまでヒーターをオンにします。

コールドシリコンの物理的側面以外に、-40 / 85Cはほとんどの人が必要とする最も厳しい条件（商業/産業）に適合する傾向があります。

実際には、デバイスの特性評価には非常に時間がかかるプロセスです。これは、温度範囲に対応したテストフィクスチャやその他の機器が必要だからです。多くのデバイスは生産テストに使用されるのと同じテスト機器を使用して特徴付けられるため、より良い冷凍庫を購入することではありません。楽しいのは、テストフィクスチャが凍結してガベージデータの収集を開始したことを認識するためだけに、特性データを収集して解析することです。