BAE系统公司为高超声速飞机和喷气发动机内部设计极端温度压力传感器

　　美国国防部预先研究计划局（DARPA）官员已将一份价值1200万美元的合同授予BAE系统公司电子系统分部，作为高工作温度传感器（HOTS）计划的一部分。DARPA要求BAE系统公司的FAST实验室研究机构开发一种集成了传感器和信号调节微电子技术的压力传感器模块。

压力传感器

　　BAE系统公司将设计和制造一种新型压力传感器模块，该模块由集成传感器和信号调节微电子元件组成，能够在800℃的高温下高性能运行。BAE系统公司的官员解释说，许多关键的国防和工业系统，如高超声速飞机和导弹、汽车、喷气发动机涡轮以及油气系统，都是在极端温度条件下运行的。

　　目前的传感器性能有限，因为它们无法在高于225℃的温度下工作。它们的性能受到组成传感器本身的硅等材料、配套电路和封装的限制。能够在高温环境下工作的物理传感器将使系统能够闭环运行，并对健康状况进行准确监控。

高超声速飞机

　　DARPA的研究人员解释说，许多商用和国防系统，如高超声速飞机和导弹、汽车、喷气发动机涡轮和油气系统，所处的热环境超出了当今高性能物理传感器的能力范围。

　　然而，由于互补金属氧化物硅（CMOS）材料的内在限制，当今最先进的传感器通常无法在高于225℃的温度下工作。HOTS计划将开发一种可在800摄氏度或更高温度下工作的高带宽高动态范围传感技术。

　　BAE系统公司FAST实验室技术开发经理Amrita Masurkar说：“由于材料和工艺的进步，我们现在有能力开发能够在高温环境下工作的高带宽压力传感器，这在以前是不可能实现的。通过HOTS计划，工业过程控制、喷气发动机预报和太空探索等应用都能从使用高温压力传感器和电路收集实时数据中受益。”

　　虽然碳化硅（SiC）或氮化镓（GaN）等宽带隙材料因其固有载流子浓度明显较低而具有在高温下使用的潜力，但目前它们并不支持在高温工作条件下具有高带宽和大动态范围且使用寿命长的传感器微电子技术。

高温

　　在高温条件下，由于热膨胀系数的原因，这些材料会产生裂纹。由于热载流子的增加，它们还可能泄漏电流。为了克服这些热限制，HOTS试图克服三个关键技术挑战：在高温下实现长寿命和大带宽晶体管；在高温下实现高灵敏度传感器；以及在不降低性能的情况下集成高工作温度传感器。 （航柯）

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