¿Qué sucede exactamente con un IC que está (por ejemplo) especificado a un máximo de 85 grados C? Además, al estar hecho de que asumo materiales similares, ¿cómo es posible que otro chip tenga una calificación más alta, como 105 o 125 grados C?
Editar: mi título de la pregunta era originalmente "¿Qué sucede cuando un IC supera la especificación de temperatura de funcionamiento máxima?" pero lo he cambiado para reflejar el texto de mi pregunta
Una temperatura máxima indicada en una hoja de datos es la temperatura máxima a la que el fabricante garantiza que el IC estará funcionando. Dependiendo del diseño, esta temperatura puede variar, 85, 105, 125 grados son temperaturas de unión (la temperatura en la matriz de silicio).
Todos los componentes en el dado del IC son dependientes de la temperatura , su comportamiento cambia con la temperatura. Este es un proceso físico intrínseco a cómo funcionan los semiconductores, no se puede evitar. Esto hace que los voltajes y las corrientes cambien a lo largo de la temperatura, lo que hace que el circuito funcione de manera diferente a diferentes temperaturas. El diseño del circuito y las propiedades requeridas del circuito son lo que determina el rango de temperatura de ese circuito.
¡No es así que un IC especificado para trabajar hasta 85 grados dejará de funcionar por encima de esa temperatura! En muchos casos, seguirá funcionando, pero podría tener una ganancia menor, por ejemplo.
Casi todos los circuitos integrados pueden soportar una temperatura de empalme de al menos 180 grados o menos sin sufrir daños físicos. Esto incluye los circuitos integrados especificados para 85 grados. Piénselo, estos se dañarían a más de 85 grados, ¿cómo se pueden soldar en un PCB? No podría, por lo que los 85 grados no son el punto donde se produce el daño, el circuito simplemente deja de funcionar como se espera / especifica.
Un circuito en un IC especificado para trabajar hasta 125 grados podría ser lo mismo que un circuito especificado para trabajar hasta 85 grados, pero las especificaciones podrían ser más relajadas para la especificación de 125 grados. O para los circuitos integrados de 125 grados, el fabricante selecciona los "mejores" circuitos integrados. ¡Esto no significa que los medirán cada uno a 125 grados! Esto es demasiado lento. Lo que es posible es que seleccionen los circuitos integrados con la menor disipación de potencia (a temperatura ambiente) y los califiquen a 125 grados. Luego, los "hermanos menores" con una mayor disipación de potencia podrían recibir una calificación de solo 85 grados y venderse a un precio más bajo.
No estoy seguro de que esto se aborde lo suficiente en la otra respuesta vinculada, pero el fallo transitorio (es decir, funciona bien una vez que se enfría) se trata de sincronización .
Muy simple, podemos modelar la demora en una etapa lógica como un circuito de temporización RC, donde la resistencia es el cable de conexión (más el canal FET de salida) y el condensador es la puerta FET que se está activando. El aumento de la temperatura aumenta la resistencia, y por lo tanto el retraso. Cuando una señal se retrasa lo suficiente como para que no llegue a la siguiente entrada del D-flip-flop a tiempo, se produce un error que puede dejar la lógica de control del chip en un estado bloqueado.
Al diseñar un chip, el diseñador selecciona una temperatura de "peor de los casos" para usar mientras se ejecutan simulaciones. Esto determina el límite de temperatura de diseño.
El límite de temperatura efectivo difiere no solo entre los diseños sino también entre las partes individuales, debido a la variación de la fabricación. Las personas que usan overclocking para PC han usado esto mucho.
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