تولید گرما در مدارهای مجتمع

مسئله اتلاف گرما در مدارهای مجتمع در سال‌های اخیر به دلیل کوچک‌سازی قطعات نیم‌رسانا، مورد توجه فزاینده‌ای قرار گرفته است. افزایش دما برای مواردی که سیم‌ها دارای سطح مقطع نسبتاً کوچکی هستند، اهمیت پیدا می‌کند، زیرا چنین افزایش دمایی ممکن است بر رفتار عادی قطعات نیم‌رسانا تأثیر بگذارد.

گرمایش ژول یک سازوکار گرمایی غالب برای تولید گرما در مدارهای مجتمع است^[۱] و یک اثر نامطلوب است.

معادله حاکم بر فیزیک مسئله‌ای که باید مورد تحلیل قرار گیرد، معادله پخش گرما است. این معادله، شار گرما در فضا، تغییرات آن در زمان و تولید توان را به هم مرتبط می‌کند.

${\displaystyle \nabla \left(\kappa \nabla T\right)+g=\rho C{\frac {\partial T}{\partial t}}}$

که در آن ${\displaystyle \kappa }$ رسانندگی گرمایی است، ${\displaystyle \rho }$ چگالی محیط است، ${\displaystyle C}$ گرمای ویژه است

${\displaystyle k={\frac {\kappa }{\rho C}}\,}$

ضریب نفوذ گرمایی و ${\displaystyle g}$ نرخ تولید گرما در واحد حجم است. گرما از منبع طبق معادله نفوذ پخش می‌شود و محلول در یک محیط همگن معادله نفوذ دارای توزیع گاوسی است.

• شبیه‌سازی‌های گرمایی برای مدارهای مجتمع
• توان طراحی گرمایی
• مدیریت گرمایی در الکترونیک