Японці полетять на Місяць в обмін на свої технології
27 Листопада , 2017
Електричний мотовсюдихід Nikola Zero потужніший за позашляховики
27 Листопада , 2017

Карбід-кремнієва електроніка успішно витримала випробування в умовах, подібних до умов на поверхні Венери

Дослідження планет з дуже несприятливими умовами навколишнього середовища, таких, як Венера, вимагають наявності електроніки, здатної нормально і протягом тривалого часу функціонувати при температурах понад 470 градусів за шкалою Цельсію, при високому тиску в присутності агресивних хімічних сполук. Тривалість роботи обладнання у всіх попередніх місіях з вивчення Венери, становила максимум кілька годин, незважаючи на всі зусилля захисту електронної начинки космічних апаратів від високої температури і тиску.
Звичайна електроніка, використовувана зараз і в побуті і в космічній галузі, заснована на кремнієвих напівпровідниках, які втрачають працездатність при високій температурі. Для вирішення цієї проблеми група з Дослідницького центру НАСА імені Гленна (NASA Glenn Research Center) розробила високотемпературну електроніку на основі напівпровідників з карбіду кремнію (silicon carbide, SiC). Більше того, дослідні зразки карбід-кремнієвих мікросхем, що містять по кілька десятків транзисторів, зуміли пропрацювати більше 4 тисяч годин при температурі 500 градусів Цельсію. Ці дослідні мікросхеми представляли собою базові електронні схеми, такі, як цифрові логічні елементи, аналогові операційні підсилювачі і т. п.
Випробування карбід-кремнієвих мікросхем проводились всередині установки Glenn Extreme Environments Rig (GEER), яка дозволяє моделювати більшість умов на поверхні Венери, температуру на рівні 460 градусів Цельсію, тиск, що у 98 разів перевищує земний нормальний тиск, високу концентрацію CO2 і інших, ще більш агресивних хімічних сполук. У квітні минулого року в цій же установці були проведені випробування першого дослідного чіпа карбід-кремнієвого кільцевого резонатора з 24 транзисторами. Цей резонатор продемонстрував високу стабільність роботи протягом 521 години (21.7 доби) випробувань. А подібні резонатори, виготовлені за допомогою більш сучасних технологій, здатні вже витримувати кілька тисяч годин безперервної роботи.
Карбид-кремниевая микросхема #2
В даний час дослідники НАСА майже закінчили виготовлення підкладок і деяких зразків карбід-кремнієвих мікросхем наступного покоління, на кристалах яких нараховуються вже сотні транзисторів. Зрозуміло, що більша кількість транзисторів передбачає більш широку функціональність цих мікросхем, яка вже почне наближатись до необхідного для космосу мінімуму.
Відзначимо, що дані роботи проводяться в рамках проекту FY17 більш обширної програми LLISSE (Long-Life In-situ Solar System Explorer). Кінцевою метою цієї програми є створення недорогого універсального дослідницького апарату, здатного працювати протягом декількох місяців в найнесприятливіших умовах. Карбід-кремнієва електроніка повинна стати однією зі складових частин цього апарату. Апарат, створюваний у рамках програми LLISSE, може бути використаний не лише для досліджень Венери. Його також можна буде використовувати для досліджень газових гігантів нашої системи, Юпітера, Сатурна, Урана, Нептуна, і поверхні найближчої до Сонця планети – Меркурію.
І насамкінець слід зауважити, що карбід-кремнієва електроніка може виявитись корисною не лише в космосі, Для неї знайдеться маса галузей застосування і на Землі, включаючи промисловість, медицину і наукові дослідження.

Джерело

LEU
LEU

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: