¿Los semiconductores tienen conductividad aumentada cuando se calientan? Si es así, ¿por qué nuestras computadoras y móviles se ralentizan cuando se calientan?

Karan demostró muy bien por qué la conductividad no debería cambiar en un semiconductor con electrónica normal. Sin embargo, es de notar que las propiedades de conductividad de los metales cambian con la temperatura, ya que la mayoría son conductores ligeramente más pobres.

Hay una gran cantidad de efectos físicos que pueden ocurrir en los transistores dentro de una celda de CPU con temperatura de la cual podemos mencionar: ionización por impacto, ruptura de avalancha, desbocamiento térmico, electromigración, etc. El trabajo de un diseñador de CPU es evitar que esto ocurra. , ya que dañarán físicamente la CPU rápidamente.

Por lo tanto, tiene una buena idea de que las CPU se ralentizan a medida que se calientan, pero la causa es mucho más simple: monitoreo térmico . Habrá un sensor térmico dentro de la CPU que “acelerará” la CPU cuando alcance una temperatura fija. Esto puede ser desde 60 grados hasta 130 grados C, dependiendo de la marca. Intel, por ejemplo, tiene múltiples umbrales de aceleración, de los cuales el duro regula la temperatura de la CPU a 100 ° C (ya que se espera que sus transistores dejen de funcionar como transistores después de 105 ° C). La forma más fácil de regular la temperatura es reducir la velocidad del reloj , que es una medida directa del rendimiento o rendimiento de una CPU.

La conductividad de un semiconductor aumenta con la temperatura, cuando la energía térmica asociada con esa temperatura no es mucho mayor que la brecha de energía. Si la temperatura (o la energía térmica) es demasiado grande en comparación con la brecha de energía, la conductividad seguirá siendo independiente de la temperatura (denominada conductividad de CC). Y si es demasiado bajo en comparación con la brecha de energía, no habrá conducción o será insignificante.

Mientras que el calentamiento de computadoras o móviles son pérdidas. La energía mecánica convertida en calor como pérdida. Cada dispositivo electrónico tiene especificada una temperatura de funcionamiento, más allá de la cual pueden aparecer anormalidades.

En resumen, el problema de los semiconductores está en el nivel micro y la escala (para llamar a una temperatura alta o baja) está determinada por la brecha de energía que puede no ser comparable a nuestra temperatura ambiente. Mientras tanto, el problema de las computadoras o los móviles está en el nivel macro.