4新闻中心
稀释制冷机内低温电子学元器件的特性与选型
文章出处：平尚科技
责任编辑：平尚科技
发表时间：2025-11-10
稀释制冷机内低温电子学元器件的特性与选型
在量子计算和超导技术快速发展的今天，稀释制冷机为各种实验研究提供了接近绝对零度的极端低温环境。在这种特殊的工作条件下，贴片电子元件的性能表现与常温环境截然不同。平尚科技基于工业级技术积累，在低温电子学元器件的选型与应用方面形成了专业的技术方案。
低温环境下的特殊挑战在稀释制冷机内部，温度可低至10mK以下，这对常规电子元器件构成了严峻考验。平尚科技的测试数据显示，普通NTC热敏电阻在77K液氮温度下，电阻值可增大至常温时的1000倍以上，严重影响了温度测量的准确性。相比之下，经过特殊处理的低温型NTC热敏电阻在相同条件下的电阻变化可控制在100倍以内，显著提升了低温测量的可靠性。NTC热敏电阻的选型要点
在低温环境下，NTC热敏电阻的材料特性需要特别关注。平尚科技的低温型NTC热敏电阻采用特殊的掺杂工艺，在4.2K至300K温度范围内都能保持稳定的电阻-温度特性。实测数据显示，在20K至100K的关键温度区间，其电阻值的重复性偏差可控制在±2%以内，完全满足低温实验的精度要求。热响应速度是低温测量的另一个关键指标。平尚科技的NTC热敏电阻通过微型化设计和优化热连接，将热时间常数从常规的秒级降低至毫秒级。在稀释制冷机的温度骤变实验中，这种快速响应特性使得温度监测系统能够及时捕捉到瞬态温度变化，为实验数据的准确性提供了保障。
在极低温环境下，任何微小的热负载都可能影响系统的温度稳定性。平尚科技的低温NTC热敏电阻通过优化结构和材料选择，将工作时的自热效应降至最低。测试结果表明，在10mK的极低温条件下，其自热功率可控制在1nW以下，有效避免了测量过程对系统温度的干扰。引线连接在低温环境下需要特别考虑。平尚科技建议使用热锚定技术和超导引线，将室温端的热量导入有效隔离。通过优化引线材料和连接方式，可将单个连接点的热负载降低至0.1μW/K以下，确保了制冷机的工作效率。在量子计算应用中，电磁干扰是需要特别关注的问题。平尚科技的低温电子学元器件采用特殊的屏蔽设计，将电磁辐射噪声控制在5nT以下。这种特性使得在超导量子比特等敏感实验中，测量系统不会对实验结果产生干扰。实际应用的效果验证在某超导量子计算平台的温度监测系统中，采用平尚科技的低温NTC热敏电阻方案后，温度测量的长期稳定性得到显著提升。系统在连续运行1000小时后，温度读数的漂移量不超过±0.5mK，完全满足了量子实验对温度稳定性的苛刻要求。虽然平尚科技目前未获得车规级认证，但其低温电子学元器件通过了严格的可靠性验证。在多次温度循环（4.2K至300K）测试中，元器件参数的变化均控制在规格范围内，展现了优异的耐温度冲击性能。
在保证性能的前提下，平尚科技通过优化生产工艺和材料选择，将低温元器件的成本控制在合理范围内。与进口产品相比，在性能相当的情况下，成本可降低约30%，为国内科研机构提供了更具性价比的选择。随着低温技术的发展，对电子学元器件的要求也在不断提高。平尚科技正在开发新一代低温传感器，通过引入新型功能材料，预计可将工作温度范围扩展至1K以下，同时进一步提升测量精度和响应速度。稀释制冷机内的低温电子学是一个充满挑战的领域，平尚科技通过持续的技术创新和实践积累，为极端低温环境下的电子学测量提供了可靠的解决方案。这些经过验证的产品和技术，正在为国内量子科技的发展提供重要的支撑力量。
