temperatur kan orsaka humörsvängningar, tankar om omlokalisering, och även glädje. Detta beror naturligtvis på din komfortnivå eller Omgivningstemperatur. Också, att vara bosatt i en stat som ger mig utomhusaktivitet fyra av fyra årstider om året, främjar en partiskhet till ett varmare klimat.
det finns dock fortfarande tillfällen då jag lätt kan misstänka Florida, för att säga Illinois under vissa vintrar. Som ni kan föreställa er detta verkligen humörsvängningar och tankar om omlokalisering.
dessutom är vi (människor) inte de enda enheterna som påverkas av omgivningstemperaturen i miljön där vi bor. Dessutom kan temperaturförändringar till och med stoppa funktionaliteten tillsammans i vissa enheter. Dessutom kan du räkna dig lycklig om du aldrig har upplevt en överhettning av motorn när du kör ner I-75 i Florida, under mitten av sommaren. Detta leder mig också till en annan temperaturklassificering som kallas Driftstemperatur eller korsningstemperatur. Som tidigare diskuterats kan överskridande av rekommenderad temperatur ha skadliga effekter på funktionaliteten.
Vad är Omgivningstemperatur?
temperaturöverväganden är ett viktigt problem i alla aspekter av våra personliga liv, yrkesliv och till och med de enheter vi använder för att tillgodose vår dagliga existens. Dessutom, inom vetenskap, elektronik och datateknik som helhet, är mönster byggda kring samma temperaturproblem. Mer specifikt garanterar två temperaturklassificeringar särskild uppmärksamhet vid utformning av elektroniska enheter och användning av elektroniska komponenter. De två temperaturparametrarna jag hänvisar till är omgivningstemperatur och korsningstemperatur eller Driftstemperatur.
för det första avser Omgivningstemperatur temperaturen i den omgivande luften eller miljön där enheten befinner sig medan enheten är på. Definitionen av Omgivningstemperatur är också mätningen av komponenterna eller utrustningen själv såväl som dess miljö. Som du kan föreställa dig är denna mätning mycket kritisk för enhetens drift, prestanda och livscykel.
oavsett om det är ett motstånd, processor eller transistor, är mätnoggrannheten och mätningen i sig avgörande för att upprätthålla prestanda och funktionalitet. Dessutom har varje komponent en rekommendation eller riktlinje som beskriver den optimala omgivningstemperaturmiljön. Den viktigaste orsaken till att omgivningstemperaturen erhålls är att den direkt påverkar korsningstemperaturen eller driftstemperaturen.
till exempel med datorer är omgivningstemperaturen ett mått på lufttemperaturen hos den omgivande datorutrustningen. Den mest kritiska komponenten i vilken dator som helst är dess mikroprocessorchip. Dessutom är det därför det (mikroprocessor) vanligtvis har sitt eget kylsystem på plats utöver de andra fläktarna i ett PC-fodral. Även om denna mätning är avgörande för enhetens funktionalitet och livscykel, är det ännu mer för mikroprocessorn.
slutligen varierar den optimala omgivningstemperaturen för datorer eller dess komponenter från 600 till 750 Fahrenheit. Dessutom, operativt sett, bör datorn vara i den nedre änden av detta spektrum om man använder datorn under längre perioder. Även om jag aldrig har upplevt en mikroprocessor fel på grund av värme, jag har sett system som har. Sammanfattningsvis kan och kommer omgivningstemperaturen att diktera en enhets totala temperatur, och därmed krävs konstant övervägande.
mellan att hitta rätt kondensator för din design och balansera spänningsbehov runt det, kan de vara knepiga att implementera.
Vad är Korsningstemperatur?
inom elektronikområdet kan korsningstemperaturen och driftstemperaturen vara densamma; till exempel halvledaren som används i enheten. Korsningstemperaturen påverkas emellertid direkt av omgivningstemperaturen, och för integrerade kretsar visar följande ekvation detta förhållande mellan de två mätparametrarna.
TJ = Ta + (PD x Rja)
medan i denna ekvation:
TJ representerar Korsningstemperaturen i Celsius
Ta representerar omgivningstemperaturen i Celsius
PD representerar strömavledningen för den integrerade kretsen i watt
Rja representerar korsningen till omgivande termisk motstånd i Celsius/watt.
dessutom är korsningstemperaturen, som är kort för transistorkorsningstemperatur (halvledare), den maximala driftstemperaturen för den faktiska halvledaren som används i den elektroniska anordningen. Under drift är den högre än temperaturen på delens yttre och falltemperaturen. Skillnaden är också ekvivalent med mängden värmeöverföring från korsningen till fallet multiplicerat med värmemotståndet mellan korsning och fall.
dessutom kan många fysikaliska egenskaper påverka temperaturen hos halvledarmaterial. Detta inkluderar termisk produktion av laddningsbärare, diffusionshastigheten för dopande element och bärarrörlighet.
ordlista för termisk produktion i halvledarmaterial
laddningsbärare är termen i fysik för partikel eller kvasipartikel som är fria att röra sig som också bär en elektrisk laddning. Detta gäller särskilt för partiklar som bär en elektrisk laddning i Ledare (elektriska). Dessutom är två exempel på dessa partiklar joner och elektroner.
Dopningsämnen eller dopningsmedel är spåren av ett föroreningselement som sätts in i ett kemiskt material för att modifiera dess initiala elektriska eller optiska egenskaper.
Bärarmobiliteter är en karakteristisk parameter (i fysik) som visar hur snabbt en elektron kan röra sig genom en halvledare eller metall, som ett elektriskt fält drar det.
vikten av att upprätthålla korrekt Korsningstemperatur?
eftersom korsningstemperaturen också är den säkra driftstemperaturen är den naturligtvis relevant för övergripande designhänsyn samt funktionalitet och prestanda. Därför är det nödvändigt att kunna beräkna din maximala korsningstemperatur.
dessutom finns riktlinjerna för maximal korsningstemperatur i databladet som följer med komponenten. Det är också i bruk för de nödvändiga fall-till-omgivande värmebeständighetsberäkningar för den angivna effektförlusten. Dessutom hjälper resultaten av denna beräkning i urvalsprocessen av lämplig kylfläns för konstruktionen, i tillämpliga fall.
med dagens nuvarande processorer (PC) tillhandahåller de flesta tillverkare inbyggda nätverkssensorer för att övervaka processorns kärntemperatur. Således, när sensorn registrerar temperaturer nära TS: s förmörkelsepunkt, kommer den att initiera termisk strypning. Denna åtgärd inkluderar minskning av klockhastighet, klockgrindning och klocksträckning, som alla minskar kärntemperaturen. Men om dessa åtgärder inte är tillräckliga kommer sensorn att initiera en avstängning för att förhindra skador på grund av överdriven TJ. Så, för att få en approximation av (chip) korsningstemperaturen använder vi den tidigare diskuterade ekvationen: TJ = Ta + (PD x Rja).
mikroprocessorer och transistorer har mycket känsliga behov för driftstemperaturer.
i elektronik kräver alla enheter ström för att fungera. Denna effekt introduceras genom både ström och spänning från en utsedd källa eller källor. Emellertid skapar energiförbrukningen av en enhet värme och resulterar därmed i att korsningstemperaturerna ökar. Sammantaget kommer omgivningstemperaturen (Ta) att diktera den lägsta temperaturen i vilken en enhet arbetar. Oavsett vilka åtgärder som används för att kontrollera värmen, kommer enheten som används alltid att ha en högre korsningstemperatur än dess omgivande miljö. Därför är korsningstemperaturen beroende av Omgivningstemperatur, och därmed påverkar den designen och den övergripande enhetens applikationsanvändningar.
temperaturkontroll inom en elektronisk krets kan vara en svår process för alla designer, men med Cadence svit av design och analysverktyg, kan du vila lätt. Allegro PCB Designer arbetar tillsammans med dig och dina analysteam för att säkerställa korrekt temperaturreglering och termisk avledning genom någon av dina elektroniska mönster.
om du vill lära dig mer om hur Cadence har lösningen för dig, prata med vårt team av experter.
