宇宙飛船需要加熱器來在低溫條件下保護其電子元器件，比如，探月衛星就必須抵抗低至攝氏零下150度（華氏零下238度）以下的極低溫度。 在近日的IEEE航天會議（3月7—14日于蒙大拿州Big Sky舉行）上，來自阿肯色州大學的電氣工程師們展示了其可在攝氏零下180度溫度環境下工作的電子集成模塊設計。他們的目標是消除用于保護電子元件的“保暖盒”的額外成本、重量和功耗。 該大學電氣工程學教授Alan Mantooth表示：“我們的發明專門用于極端溫度條件下，包括極低溫度區域。” 當前專用于低溫區域的差分放大器是采用IBM的硅鍺BiCMOS制程制作的。某些設計經測試可在開式2度（攝氏零下271度或華氏零下456度）的真空環境下完全工作。 這種微分放大器電路將其兩個輸入上的電壓差值相乘，排除任何出現在兩個輸入上的噪音之類的共模信號。為了在一個較寬的頻率范圍內實現低溫運行并獲得較大的微分增益，研究人員采用了兩個共模反饋電路來獨立控制輸入和輸出級的電壓。 該設計方案并沒有采用可在低溫條件下存儲電荷并產生熱載體效應的NMOS晶體管，而是只利用了異質結雙極npn和PMOS晶體管，因為這二者可以在最寬的范圍內展示出最好的溫度穩定性。 微分放大器被分成三個主要的部分：輸入級、輸出級和二者各自的共模反饋電路。每個共模反饋電路都帶有保護環來實現級之間的隔離，以抵御噪音、閂鎖效應和放射效應。 在該設計中，電流鏡和微分對晶體管之間進行了良好的匹配。模擬晶體管環繞著交叉耦合多柵極MOS晶體管，來防止不規則邊緣并確保所有PMOS器件的柵長是一樣的。 BiCMOS微分放大器利用了一個3.3V的電源和100微安的偏置電流，使之在1—2.3V的輸入共模范圍內，實現了1個72dB的開路增益和1個130MHz的統一增益頻率。該微分放大器的功能經過了125℃至零下140℃整個溫度范圍內的測試和驗證，去掉了在零下180℃仍能運行的功能。