temperatur kan forårsage humørsvingninger, tanker om flytning, og endda glæde. Dette afhænger selvfølgelig af dit komfortniveau eller omgivelsestemperaturpræference. Også, at være bosiddende i en stat, der giver mig udendørs aktivitet fire ud af fire årstider om året, fremmer en partialitet til et varmere klima.
der er dog stadig tidspunkter, hvor jeg let kan forveksle Florida, for eksempel Illinois i nogle vintre. Som du kan forestille dig, fremmer dette faktisk humørsvingninger og tanker om flytning.
vi (mennesker) er heller ikke de eneste enheder, der påvirkes af omgivelsestemperaturen i det miljø, hvor vi bor. Desuden kan temperaturændringer endda standse funktionaliteten alle sammen i nogle enheder. Desuden kan du regne dig selv heldig, hvis du aldrig har oplevet en overophedning af motoren, mens du kører ned I-75 i Florida i midten af sommeren. Dette bringer mig også til en anden temperaturklassificering kaldet driftstemperatur eller krydstemperatur. Som tidligere diskuteret kan overskridelse af den anbefalede temperatur have skadelige virkninger på funktionaliteten.
Hvad er Omgivelsestemperatur?
temperaturovervejelser er en væsentlig bekymring i alle aspekter af vores personlige liv, professionelle liv og endda de enheder, vi bruger til at imødekomme vores daglige eksistens. Desuden inden for videnskab, elektronik og computerteknologi som helhed er design bygget op omkring de samme temperaturproblemer. Mere specifikt kræver to temperaturklassifikationer særlig opmærksomhed, når man designer elektroniske enheder og bruger elektroniske komponenter. De to temperaturparametre, jeg henviser til, er omgivelsestemperatur og krydstemperatur eller driftstemperatur.
for det første henviser omgivelsestemperaturen til temperaturen i den omgivende luft eller det miljø, hvor enheden befinder sig, mens enheden er tændt. Definitionen af omgivelsestemperatur er også måling af selve komponenterne eller udstyret såvel som dets miljø. Som du måske forestiller dig, er denne måling meget kritisk for enhedens drift, ydeevne og livscyklus.
uanset om det er en modstand, processor eller transistor, er målingens nøjagtighed og selve målingen afgørende for at opretholde ydeevne og funktionalitet. Desuden hver komponent har en anbefaling eller retningslinje sæt, der skitserer den optimale omgivelsestemperatur miljø. Den vigtigste grund til at opnå omgivelsestemperaturen er, at den direkte påvirker forbindelsestemperaturen eller driftstemperaturen.
for eksempel med pc ‘ er er omgivelsestemperaturen et mål for lufttemperaturen på det omgivende computerudstyr. Den mest kritiske komponent i enhver PC er også dens mikroprocessorchip. Desuden er det derfor, at det (mikroprocessor) normalt har sit eget kølesystem på plads ud over de andre ventilatorer i en PC-sag. Selvom denne måling er kritisk for enhedens funktionalitet og livscyklus, er den endnu mere for mikroprocessoren.
endelig varierer den optimale omgivelsestemperatur for pc ‘ er eller dens komponenter fra 600 til 750 Fahrenheit. Desuden skal PC ‘en operationelt set være i den nedre ende af dette spektrum, hvis PC’ en betjenes i længere perioder. Selvom jeg aldrig har oplevet en mikroprocessorfejl på grund af varme, har jeg set systemer, der har. Sammenfattende kan og vil omgivelsestemperaturen diktere en enheds samlede temperatur, og der kræves derfor konstant overvejelse.
mellem at finde den rigtige kondensator til dit design og afbalancere spændingsbehov omkring det, kan de være vanskelige at implementere.
Hvad er Junction temperatur?
inden for elektronik kan forbindelsestemperaturen og driftstemperaturen være den samme; for eksempel halvlederen, der er i brug i enheden. Forbindelsestemperaturen påvirkes imidlertid også direkte af omgivelsestemperaturen, og for integrerede kredsløb viser følgende ligning dette forhold mellem de to måleparametre.
TJ = Ta + (PD RJA)
mens i denne ligning:
TJ repræsenterer Forbindelsestemperaturen i Celsius
ta repræsenterer omgivelsestemperaturen i Celsius
PD repræsenterer strømafledningen af det integrerede kredsløb i vand
Rja repræsenterer krydset til omgivelsestemperaturen termisk modstand i Celsius/vand.
desuden er forbindelsestemperaturen, som er kort for transistorforbindelsestemperatur (halvleder), den maksimale driftstemperatur for den faktiske halvleder, der er i brug i den elektroniske enhed. Under drift er den højere end temperaturen på delens ydre og sagstemperaturen. Forskellen svarer også til mængden af varmeoverførsel fra krydset til sagen multipliceret med krydset til sagen termisk modstand.
desuden kan adskillige fysiske egenskaber påvirke temperaturen på halvledermaterialer. Dette inkluderer den termiske produktion af ladningsbærere, diffusionshastigheden for dopingelementer og bærermobiliteter.
ordliste over udtryk for termisk produktion i halvledermaterialer
ladningsbærere er udtrykket i fysik for partikel eller kvasipartikel, der er fri til at bevæge sig, der også bærer en elektrisk ladning. Dette gælder især for partikler, der bærer en elektrisk ladning i ledere (elektrisk). Desuden er to eksempler på disse partikler ioner og elektroner.
Dopingelementer eller dopingmidler er sporene af et urenhedselement, der indsættes i et kemisk materiale for at ændre dets oprindelige elektriske eller optiske egenskaber.
Carrier mobilities er en karakteristisk parameter (i fysik), der viser, hvor hurtigt en elektron kan bevæge sig gennem en halvleder eller metal, som et elektrisk felt trækker det.
vigtigheden af at opretholde korrekt Krydsningstemperatur?
da krydsningstemperaturen også er den sikre driftstemperatur, er den naturligvis relevant for overordnede designovervejelser samt funktionalitet og ydeevneovervejelser. Derfor er det nødvendigt at kunne beregne din maksimale krydstemperatur.
desuden er retningslinjerne for den maksimale krydstemperatur i databladet, der følger med komponenten. Det er også i brug til de nødvendige termiske modstandsberegninger fra sag til omgivende for den specificerede effektafledning. Desuden hjælper resultaterne af denne beregning i udvælgelsesprocessen af den passende køleplade til designet, når det er relevant.
også med dagens nuværende processorer (PC) leverer de fleste producenter indbyggede netværkssensorer til overvågning af processorchippens kernetemperatur. Således, når sensoren registrerer temperaturer nær TJ ‘ s formørkelsespunkt, vil den indlede termisk gasregulering. Denne foranstaltning inkluderer reduktion af urhastighed, urgating og urstrækning, som alle reducerer kernetemperaturen. Men hvis disse foranstaltninger ikke er tilstrækkelige, vil sensoren starte en nedlukning for at forhindre skader på grund af overdreven TJ. Så for at opnå en tilnærmelse af (chip) krydsningstemperaturen bruger vi den tidligere diskuterede ligning: TJ = Ta + (PD h Rja).
mikroprocessorer og transistorer har meget følsomme behov for driftstemperaturer.
i elektronik kræver alle enheder strøm til at fungere. Denne effekt indføres gennem både strøm og spænding fra en bestemt kilde eller kilder. Imidlertid skaber energiforbruget af en enhed varme og resulterer således i, at krydsningstemperaturer stiger. Samlet set vil Omgivelsestemperatur (ta) diktere den minimale temperatur, hvor en enhed fungerer. Uanset eventuelle foranstaltninger, der er i brug for at kontrollere varmen, vil den anvendte enhed altid have en højere forbindelsestemperatur end det omgivende miljø. Derfor er krydsningstemperaturen afhængig af omgivelsestemperatur, og det påvirker således designet og den samlede enheds applikationsanvendelser.
temperaturstyring i et elektronisk kredsløb kan være en vanskelig proces for enhver designer, men med Cadence ‘ s suite af design-og analyseværktøjer kan du hvile let. Allegro PCB Designer arbejder sammen med dig og dine analyseteam for at sikre korrekt temperaturregulering og termisk spredning gennem ethvert af dine elektroniske designs.
hvis du ønsker at lære mere om, hvordan Cadence har løsningen til dig, skal du tale med vores team af eksperter.
