[serj1979 0]

Добрый день.

 

Где можно почитать на тему зависимости производительности полупроводниковых (ТТЛ, КМОП) схем (ПЛИС, процессоры, логика, память) от температуры.

Быстродействие, потребление (ток).

[Onkel 1]

Добрый день.

 

Где можно почитать на тему зависимости производительности полупроводниковых (ТТЛ, КМОП) схем (ПЛИС, процессоры, логика, память) от температуры.

Быстродействие, потребление (ток).

у хороших схем зависимость производительности от температуры нулевая. И это не удивительно - частота тактирования выбирается именно таким образом.

Потребление (ток) - он в явном виде зависит от загруженности процессора, чем от температуры. Опять же у идеального чипа зависимость эта нулевая, но в реальных зависит от температурной зависимости емкостей затворов.

Почитать можно в даташитах, если вам это как юзеру нужно, или в учебниках радиотехники, если вы студент или ботаник.

[serj1979 0]

у хороших схем зависимость производительности от температуры нулевая. И это не удивительно - частота тактирования выбирается именно таким образом.

Потребление (ток) - он в явном виде зависит от загруженности процессора, чем от температуры. Опять же у идеального чипа зависимость эта нулевая, но в реальных зависит от температурной зависимости емкостей затворов.

Почитать можно в даташитах, если вам это как юзеру нужно, или в учебниках радиотехники, если вы студент или ботаник.

То что схема должна работать (без сбоев) в установленном диапазоне температур это понятно.

Потребление полупроводников сильно зависит от температуры см. ссылки:

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%...%BD%D0%B8%D0%BA

http://fn.bmstu.ru/data-physics/library/ph...thtml/ch4_4.htm

В даташитах как правило указывается диапазон рабочих температур (индастриал, мимлитари, коммерциал) и

"вилка" по быстродействию.

 

Конкретно интересует сталкивался ли кто с конкретным исследованием логики (ТТЛ/КМОП) в зависимости от температуры?

[Onkel 1]

То что схема должна работать (без сбоев) в установленном диапазоне температур это понятно.

Потребление полупроводников сильно зависит от температуры см. ссылки:

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%...%BD%D0%B8%D0%BA

http://fn.bmstu.ru/data-physics/library/ph...thtml/ch4_4.htm

В даташитах как правило указывается диапазон рабочих температур (индастриал, мимлитари, коммерциал) и

"вилка" по быстродействию.

 

Конкретно интересует сталкивался ли кто с конкретным исследованием логики (ТТЛ/КМОП) в зависимости от температуры?

вы имхо путаете полупроводник как материал с чипом, ваши ссылки касаются только электропороводности пп как материалов, при чем тут потребление чипов? В кмоп схемах в статике потребление равно практически нулю, в динамике определяется температурной зависимостью емкости затворов и имеет 2-3 порядок малости по сравнению с зависимостью от частоты работы чипа. Сюда кстати накладывается отрицательная обратная связь по температуре в кмоп структурах. В ТТЛ ситуация обратная - с ростом температуры токи (при прочих равных условиях) растут, но опять же это на порядок- два меньший эффект - токи изменяются не пропорционально изменению напряжения насыщения, а пропорционально (Vcc-Vsat), т.е. опять же порядок пропадает. Я бы посоветовал с достаточной точностью этим эффектов в кмоп пренебреть (ясен пень не при 300 цельсия), в ттл эффект можно померять, но не более.

замечу также, что чип- это не голый пп, в нем (часто или по крайней мере нередко) прибегают к специальным мерам для независимости параметров чипа от температуры.

[Гость TSerg]

Конкретно интересует сталкивался ли кто с конкретным исследованием логики (ТТЛ/КМОП) в зависимости от температуры?

 

С этим "сталкивались" разработчики той или иной серии.

Или Вы хотите "столкнуть два автомобиля" и по брызгам от них разбираться какой модели они были?

 

[serj1979 0]

вы имхо путаете полупроводник как материал с чипом, ваши ссылки касаются только электропороводности пп как материалов, при чем тут потребление чипов? В кмоп схемах в статике потребление равно практически нулю, в динамике определяется температурной зависимостью емкости затворов и имеет 2-3 порядок малости по сравнению с зависимостью от частоты работы чипа. Сюда кстати накладывается отрицательная обратная связь по температуре в кмоп структурах. В ТТЛ ситуация обратная - с ростом температуры токи (при прочих равных условиях) растут, но опять же это на порядок- два меньший эффект - токи изменяются не пропорционально изменению напряжения насыщения, а пропорционально (Vcc-Vsat), т.е. опять же порядок пропадает. Я бы посоветовал с достаточной точностью этим эффектов в кмоп пренебреть (ясен пень не при 300 цельсия), в ттл эффект можно померять, но не более.

замечу также, что чип- это не голый пп, в нем (часто или по крайней мере нередко) прибегают к специальным мерам для независимости параметров чипа от температуры.

Наверное нужно детальнее объяснить проблему производительности/быстродействия.

Столкнулся с этим когда во время испытаний ПЛИС на отрицательные температуры, начала "сбоить"

(неверно стал срабатывать автомат, точно в чём проблема определить затруднительно ибо в камере минус,

при повышении температуры всё нормализовывалось).

Предположительно была "гонка" в ПЛИС, сомнительное место поправил "перепрошил" и всё стало на свои места, но явление заинтересовало, вот и собственно вопрос.

 

З.Ы.

Моделировалось всё нормально.

З.З.Ы.

Конденсаторы и т.п. "обвязка" и сама ПЛИС минус держит, источник питания внешний, то дело именно в ПЛИС.

[Corner 0]

Наверное нужно детальнее объяснить проблему производительности/быстродействия.

Столкнулся с этим когда во время испытаний ПЛИС на отрицательные температуры, начала "сбоить"

(неверно стал срабатывать автомат, точно в чём проблема определить затруднительно ибо в камере минус,

при повышении температуры всё нормализовывалось).

Предположительно была "гонка" в ПЛИС, сомнительное место поправил "перепрошил" и всё стало на свои места, но явление заинтересовало, вот и собственно вопрос.

 

З.Ы.

Моделировалось всё нормально.

З.З.Ы.

Конденсаторы и т.п. "обвязка" и сама ПЛИС минус держит, источник питания внешний, то дело именно в ПЛИС.

Производительность ПЛИС при низких температурах сначала растет, а потом начинает резко падать, при достижении некой критической температуры. На этой температуре полупроводник начинает превращаться в диэлектрик. Копать надо в сторону твердотельной теории. Дебай, Шотки, Мур и их друзья)))

[ViKo 1]

А почему же, когда экстремально разгоняют процессоры, охлаждают их в жидким азотом? Не просто отбирают тепло мощными кулерами, а именно охлаждают.

[Onkel 1]

Производительность ПЛИС при низких температурах сначала растет, а потом начинает резко падать, при достижении некой критической температуры. На этой температуре полупроводник начинает превращаться в диэлектрик. Копать надо в сторону твердотельной теории. Дебай, Шотки, Мур и их друзья)))

ну собственный полупроводник может и превращается ( при kT<<Egap), а легированный при азоте шуршит нормально. И это не странно - потому что у легированных полупроводников не неосновными носителями, заброшенными в зону проводимости из валентной, а основными проводимость определяется, по примесной зоне. И шумит меньше. КМОП спиновый детектор специально держал в азоте, чтобы не шумел.