Тепловой режим гибридной микросхемы

Для нормальной работы микросхема должна быть сконструирована так, чтобы мощности, рассеиваемые на ее элементах, не вызывали ее разогрев до температуры выше допустимой. В гибридной микросхеме основными источниками тепла являются резисторы. Мощности, рассеиваемые конденсаторами и индуктивностями, сравнительно невелики, а элементы коммутации благодаря своей высокой теплопроводности способствуют снижению температуры. Источником тепла являются также активные элементы. Так как температурному воздействию подвергаются не только сами источники тепла, но и все элементы микросхемы, задача теплового расчета сводится к определению распределения температур по всей поверхности подложки. В качестве введения к решению таких задач целесообразно рассмотреть некоторые основные физические явления.

Существуют три механизма теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность

- передача тепла путем непосредственного контакта между молекулами без значительного их смещения.

Теплопередача осуществляется в пределах какой-либо определенной среды: газа, жидкости или твердого тела. Это единственно возможный механизм теплопередачи в непрозрачных твердых телах. Конвекция является основным видом теплопередачи между поверхностью твердого тела и окружающей газообразной средой. Термин «конвекция» характеризует совместное действие явлений теплопроводности газа, аккумулирования энергии в нем и перемешивания. Тепловое излучение

- передача энергии с помощью электромагнитного излучения в диапазоне волн 0,1-100 мкм. Это единственно возможный вид теплопередачи между телами, разделенными вакуумом. Почти в каждом реальном случае действуют по меньшей мере два из указанных механизма теплопередачи.

Как правило, при данной разности температур теплопроводностью можно передать большее количество тепла, чем каким-либо другим механизмом теплопередачи. Поэтому при разработке методов конструирования и самих конструкций, которые должны быть наиболее эффективны с точки зрения отвода тепла, обычно в качестве основного способа теплопередачи стремятся использовать теплопроводность. Для каждого вида теплопередачи при любой разности температур скорость передачи тепла зависит от определенных свойств материалов и конфигураций деталей, причем определяющее значение имеет коэффициент теплопроводности.

При рассмотрении задачи о теплопроводности часто пользуются электрической аналогией. При этом электрическим потенциалом ставят в соответствие температуры, а токам - скорости тепловых потоков. Следуя этой же аналогии, отношение разности температур к скорости теплового потока называют тепловым сопротивлением.

Как правило, при анализе пользуются сосредоточенным сопротивлением, представляющим собой результирующее действие всех последовательных и параллельных цепей теплопередачи.

Статья в тему

Сигнальные средства связи и современные средства связи в экспедициях
связь сигнализация экспедиция арктический В любой экспедиции, морской или сухопутной, в любом походе или полете может возникнуть чрезвычайная ситуация, в результате которой их участники лишатся всего снаряжения, запасов воды, пищи или значительной их части. Средства радиосвязи - важнейший элемент а ...