sotiris Ιούνιος 2, 2005 #21 Κοινοποίηση Ιούνιος 2, 2005 χμμμμ. τώρα που το βλέπω πιο προσεκτικά (ξύπνησα), οι οπές p πέφτουν με μείωση της θερμοκρασίας. οπότε άκυρα αυτά που λέμε... πρέπει να το ξανακοιτάξουμε το θέμα ( η επιστήμη θέλει χαλαρούς ρυθμούς, όχι βιασύνες, να την αράζεις κάτω από τη μηλιά σαν το Νεύτωνα και να περιμένεις να πέσει το μήλο ) Link to comment Share on other sites More sharing options...
Malkav Ιούνιος 2, 2005 #22 Κοινοποίηση Ιούνιος 2, 2005 Αρχική απάντηση από Samael Αρα οπως κ να εχει μεγαλητερες θερμοκρασιες επιρεαζουν αρνητικα κ τους pnp και τους npn. To θεμα ειναι σε καταστασεις πολυ κατω το μηδενος πως ακριβως συμπεριφερονται.... Το πρόβλημα που παρουσιάζεται είναι ότι με την αύξηση της Τ αυξάνονται τόσο πολύ τα ηλεκτρόνια ή οι οπές αντοίστιχα που βρίσκονται στη ζώνη αγωγιμότητας ώστε τελικά ο ημιαγωγός να χάνει τις ημιαγώγιμες ιδιοτητές του και να συμπεριφέρεται σαν κανονικός αγωγός αφήνοντας να περάσει Ι όταν δεν πρέπει. Τότε είναι που σκάνε οι μπλέ οθόνες. Σε Τ σχετικά μικρές, για τα ανθρώπινα δεδομένα, της τάξης των -50c καταφέρνουμε καλύτερο overclocking γιατί η θερμότητα που δημιουργήται στο πλέγμα του ημιαγωγού αποβάλεται σχετικά σύντομα ώστε να μην συμβεί το παραπάνω εκφυλιστικό φαινόμενο. Αν όμως κατεβάζαμε την Τ πραγματικά χαμηλά π.χ. κοντά στο απόλυτο 0 δηλαδή -273c τότε ο ημιαγωγός πάλι δεν θα λειτουργούσε γιατί δεν θα υπήρχαν αρκετοί φορείς ρεύματος(ηλεκτρόνια ή οπές) που να βρίσκονται στη ζώνη αγωγιμότητας, με αποτέλεσμα ο ημιαγωγός να συμπεριφέρεται σαν μονωτής. Οι ημιαγωγοί κατασκευάζονται λαμβάνοντας υπόψη την θερμοκρασία στην οποία λειτουργούν και την θερμότητα που παράγουν έτσι ώστε να έχουν τις αντίστοιχες ημιαγώγιμες ιδιότητες στη θερμοκρασία του σαλονιού μας. Τα φαινόμενα ημιαγωγιμότητας και υπεραγωγιμότητας είναι διαφορετικά μεταξύ τους. Link to comment Share on other sites More sharing options...
dpresv Ιούνιος 2, 2005 #23 Κοινοποίηση Ιούνιος 2, 2005 2. Στο απόλυτο μηδέν δεν σταματούν τα πάντα, σύμφωνα με τη θεωρεία (κβαντική μηχανική - φυσική χαμηλών ενεργειών). Μέχρι σημερα έχουν φτάσει σε θερμοκρασίες κοντά στο 1nK και εκεί δεν σταματάει τίποτα. επίσης σύμφωνα με τη θεωρία (θερμοδυναμική) το απόλυτο μηδέν δεν μπορεί να επιτευχθεί! :magic:Το πρόβλημα που παρουσιάζεται είναι ότι με την αύξηση της Τ αυξάνονται τόσο πολύ τα ηλεκτρόνια ή οι οπές αντοίστιχα που βρίσκονται στη ζώνη αγωγιμότητας ώστε τελικά ο ημιαγωγός να χάνει τις ημιαγώγιμες ιδιοτητές του και να συμπεριφέρεται σαν κανονικός αγωγός αφήνοντας να περάσει Ι όταν δεν πρέπει. αν μου επιτρέπεις μία σωστότερη-πληρέστερη διατύπωση : με την αύξηση της Τ μειώνεται το ενεργειακό χάσμα ανάμεσα στις ζώνες σθένους-αγωγιμότητας με αποτέλεσμα αυτό που λές... :daisy: Τα φαινόμενα ημιαγωγιμότητας και υπεραγωγιμότητας είναι διαφορετικά μεταξύ τους. απόλυτα σωστός. η ημιαγωγιμότητα έχει να κάνει με τη μικρή ενεργειακή διαφορά ανάμεσα στις ζώνες σθένους και αγωγιμότητας, οπότε μπορεί το ηλεκτρόνιο να μεταπηδήσει σε ζώνη αγωγιμότητας υπό κατάλληλες συνθήκες κάνοντας το υλικό αγώγιμο.η υπεραγωγιμότητα πάλι οφείλεται στα λεγόμενα "ζεύγη Cooper" που είνα σύζευξη ηλεκτρονίων-φωνονίων (φωνόνια=κβάντα ταλάντωσης κρυσταλλικού πλέγματος). σε αυτή την περίπτωση (απλοϊκά πάντα) το ηλεκτρόνιο "γλιστράει" διαμέσου του πλέγματος αποφεύγοντας τις ατέλειες, που είναι αυτές που δημιουργούν την αντίσταση. Link to comment Share on other sites More sharing options...
Samael Ιούνιος 2, 2005 #24 Κοινοποίηση Ιούνιος 2, 2005 Aρχιζει κ ξεκαθαριζει το τοπιο Καποιοι λενε -173 με +100 ειναι το οριο,απο κει κ περα δε δουλευει ως ημιαγωγος. ΑΛΛΑ,φανταζομαι οτι ολοι οι ημιαγωγοι δε θα εχουν την ιδια συμπεριφορα,αλλιοτικη για Si,Ge,Sn,GaAs κτλ Πουσε ρε Hipro να μας δωσεις τα φωτα σου? Link to comment Share on other sites More sharing options...
backgman Ιούνιος 2, 2005 #25 Κοινοποίηση Ιούνιος 2, 2005 Αρχική απάντηση από dpresv [Χθες, στις 14:56] επίσης σύμφωνα με τη θεωρία (θερμοδυναμική) το απόλυτο μηδέν δεν μπορεί να επιτευχθεί! :magic: Αν εννοείς τον τρίτο θερμοδυναμικό νόμο (ή θεώρημα του Nernst) αυτό αναφέρεται σε απομονωμένα συστήματα. Τα συστήματα στα οποία προσφέρουμε ενέργεια δεν είναι απομονωμένα και άρα μπορούμε να φτάσουμε στο μηδέν. Επιπλέον απο τη κατανομή Boltzmann και αν αναφερόμαστε σε συγκεκριμένα κβαντικά συστήματα μπορούμε με προσφορά ενέργειας να κατέβουμε και κάτω απο το μηδέν ("αρνητικές θερμοκρασίες") καθαρά μαθηματικά όμως γιατι φυσικά δεν είναι δυνατόν να εξηγηθεί ο όρος "αρνητικές θερμοκρασίες".Επιπλέον ο τρίτος θερμοδυναμικός νόμος αλλάζει (και με τη βοήθεια κάποιων Ελλήνων) γιατι δε μπορεί να συμβαδίσει με κάποιες κβαντικές καταστάσεις που αποδεικνύονται πειραματικά. Link to comment Share on other sites More sharing options...
Malkav Ιούνιος 3, 2005 #26 Κοινοποίηση Ιούνιος 3, 2005 Αρχική απάντηση από dpresvαν μου επιτρέπεις μία σωστότερη-πληρέστερη διατύπωση : με την αύξηση της Τ μειώνεται το ενεργειακό χάσμα ανάμεσα στις ζώνες σθένους-αγωγιμότητας με αποτέλεσμα αυτό που λές... :daisy: Δεν ήθελα να μπώ σε τέτοιες λεπτομέριες γιατί είναι πολύ πιθανό να μας banάρουν :-O έτσι προσπάθησα απλά να περιοριστώ στην περιγραφή του φαινομένου. Στη συγκεκριμένη περίπτωση όμως καλό θα ήταν να ειπωθεί ότι το ενεργειακό διάκενο είναι ορισμένο για τον κάθε ημιαγωγό και ανεξάρτητο από την Τ. Αυτό που πραγματικά μετακινείται είναι η στάθμη Fermi, η οποία επίσης είναι ανεξάρτητη από την Τ αφού εξ' ορισμού θεωρείται για 0Kelvin. Η μετακίνησή της εξαρτάται απο τη συγκέντρωση των προσμίξεων και το είδος τους(donor ή acceptor). Τέλος δεν πρέπει να ξεχνάμε οτί τα παραπάνω φαινόμενα είναι κβαντικά οπότε είναι λάθος προσέγγιση(για να μην πώ ιεροσυλία) να θεωρούμε ότι με την μεταβολή της T μετακινούνται κβαντισμένες ενεργειακές στάθμες!!!!! Πολύ απλά λέμε ότι η αύξηση της Τ αυξάνει την ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ένα ηλεκτρόνιο να μετακινηθεί απο τη ζώνη σθένους στη ζώνη αγωγιμότητας. Link to comment Share on other sites More sharing options...
dpresv Ιούνιος 3, 2005 #27 Κοινοποίηση Ιούνιος 3, 2005 @backgman : ομολογώ ότι αυτό με τις αρνητικές θερμοκρασίες δεν το ήξερα! πάντως νομίζω ότι το θέμα της αγωγιμότητας των ημιαγωγών και με την τελευταία πάρέμβαση του Malkav εξαντλήθηκε στο έπακρο! Link to comment Share on other sites More sharing options...
SLN Ιούνιος 3, 2005 #28 Κοινοποίηση Ιούνιος 3, 2005 Αρχική απάντηση από Samael [Χθες, στις 15:00] Καποιοι λενε -173 με +100 ειναι το οριο,απο κει κ περα δε δουλευει ως ημιαγωγος. ΑΛΛΑ,φανταζομαι οτι ολοι οι ημιαγωγοι δε θα εχουν την ιδια συμπεριφορα,αλλιοτικη για Si,Ge,Sn,GaAs κτλ Πολυ χλωμο... Υπαρχουν τσιπακια τα οποια πιανουν πανω απο 100 και συνεχιζουν να δουλευουν σαν ημιαγωγοι. :devil: Το να γινει κατι αγωγος σταματαει την λειτουργια του σαν "χρησιμο" εξαρτημα σε υπολογιστη μιας που δεν μπορει πλεον να δωσει 0 και 1 (αγωγη-μονωση ρευματος). Γενικα μου φαινεται πιο λογικο οτι μαλλον μειωνονται οι "απωλειες" (πειτε τις οπως θελετε μια που δεν ειμαι και πολυ σχετικος με αυτα) στις χαμηλες θερμοκρασιες και γιαυτο να επιτυγχανονται καλυτερες επιδοσεις. Παρεπιπτοντως πριν κανα διμηνο (για να το μαθω εγω που δεν ασχολουμαι με αυτα, σημαινει οτι θα εγινε πριν κανα ... εξαμηνο ) δεν ειχε βγει η "βρωμα" οτι πιασανε το απολυτο μηδεν? Δεν πηγανε στο -273 αλλα κανανε αυτο που υποτιθεται οτι συμβαινει εκει! Σταματησανε ενα σωματιδιο πληρως! Πηγανε καποια χιλιοστα του βαθμου μακρια απο το -273 Link to comment Share on other sites More sharing options...
backgman Ιούνιος 3, 2005 #29 Κοινοποίηση Ιούνιος 3, 2005 Αρχική απάντηση από SLN [Σήμερα, στις 11:29] Παρεπιπτοντως πριν κανα διμηνο (για να το μαθω εγω που δεν ασχολουμαι με αυτα, σημαινει οτι θα εγινε πριν κανα ... εξαμηνο ) δεν ειχε βγει η "βρωμα" οτι πιασανε το απολυτο μηδεν? Δεν πηγανε στο -273 αλλα κανανε αυτο που υποτιθεται οτι συμβαινει εκει! Σταματησανε ενα σωματιδιο πληρως! Πηγανε καποια χιλιοστα του βαθμου μακρια απο το -273 Η χαμηλώτερη θερμοκρασία που έχω ακούσει είναι 1nK (10^-9 K). Το να σταματήσουν σωματίδιο είναι λίγο δύσκολο γιατι με βάση την αρχή της αβεβαιότητας (dp*dx <= hbar/2) αν το σταματάγανε (dp=0) τότε δε θα μπορούσαν να το εντοπίσουν στο χώρο (dx->oo). Απ'ότι είχα διαβάσει είναι πολύ δύσκολο να πέσουν πιο κάτω απο το 1nK γιατι χρειάζονται τεράστια ποσά ενέργειας. Link to comment Share on other sites More sharing options...
SLN Ιούνιος 3, 2005 #30 Κοινοποίηση Ιούνιος 3, 2005 ναι μπραβο κατι τετοιες θερμοκρασιες ειχα ακουσει... απλα το "νεο" ηταν οτι το ειχαν φρεναρει... Τωρα τι να σου πω... φαινεται οτι το εχει ψαξει περισσοτερο απο μενα οποτε μαλλον εχεις δικιο. Link to comment Share on other sites More sharing options...
aggelopas Ιούνιος 3, 2005 #31 Κοινοποίηση Ιούνιος 3, 2005 Πολυ πριν απο 6 μηνες(μην πω ενα χρονο) ειχα διαβασει οτι σε πολυ χαμηλη θερμοκρασια (κοντα στους -273) επιβραδυναν καποια φωτονια. Link to comment Share on other sites More sharing options...
backgman Ιούνιος 3, 2005 #32 Κοινοποίηση Ιούνιος 3, 2005 Αρχική απάντηση από aggelopas [Σήμερα, στις 12:39] Πολυ πριν απο 6 μηνες(μην πω ενα χρονο) ειχα διαβασει οτι σε πολυ χαμηλη θερμοκρασια (κοντα στους -273) επιβραδυναν καποια φωτονια. Ναι σωστά είναι τα γνωστά (απο το Minority Report) υγρά φωτόνια. Οχι οτι είναι υγρό, απλά έτσι το ονομάσανε. Σε καμία περίπτωση δε τα σταματήσανε, απλά τα επιβραδύνανε. Link to comment Share on other sites More sharing options...
backgman Ιούνιος 3, 2005 #33 Κοινοποίηση Ιούνιος 3, 2005 Στο θέμα μας πάντως, έχω να πώ οτι το ρολόι του κάθε ολοκληρωμένου (λογικά) πρέπει να έχει σχέση με το πόσο γρήγορα μπορεί να ανοιγοκλείσει τα τρανζίστορ του. ’ρα έχει σχέση με την χρονική απόκριση της επαφής. Η επαφή μπορεί να μελετηθεί σαν ενα κύκλωμα RC οπου το R και το C δίνεται απο συγκεκριμένους τύπους της φυσικής ημιαγωγών. Η χρονική απόκριση ενός τέτοιου κυκλώματος εξαρτάται (ανάλογα) απο τη χρονική σταθερά που είναι ανάλογη του RC. Η αντίσταση R εξαρτάται απο τη θερμοκρασία και όσο αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται και η αντίσταση. Η χωριτηκότητα της επαφής εξαρτάται απο τη θερμοκρασία (και συγκεκριμένα απο τη T^1/2) οπως δείχνουν και οι τύποι παρακάτω. Επομένως όσο μειώνεται η θερμοκρασία, μειώνεται η χωριτηκότητα της επαφής (άρα για να το πούμε απλά μειώνεται η περιοχή απογύμνωσης και συνεπώς μειώνεται η διαδρομή που θα διανύσουν οι φορείς όταν αλλάξει state το τρανζίστορ). Απο αυτά καταλαβαίνουμε οτι η χρονική απόκριση ενός τρανζίστορ (και άρα ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος) εξαρτάται ισχυρά απο τη θερμοκρασία και με μείωση αυτής έχουμε μείωση της χρονικής απόκρισης, άρα τα τρανζίστορ μπορούν να αλλάξουν state πιο γρήγορα σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. link Link to comment Share on other sites More sharing options...
Samael Ιούνιος 3, 2005 #34 Κοινοποίηση Ιούνιος 3, 2005 Αρχική απάντηση από backgman Στο θέμα μας πάντως, έχω να πώ οτι το ρολόι του κάθε ολοκληρωμένου (λογικά) πρέπει να έχει σχέση με το πόσο γρήγορα μπορεί να ανοιγοκλείσει τα τρανζίστορ του. ’ρα έχει σχέση με την χρονική απόκριση της επαφής. Η επαφή μπορεί να μελετηθεί σαν ενα κύκλωμα RC οπου το R και το C δίνεται απο συγκεκριμένους τύπους της φυσικής ημιαγωγών. Η χρονική απόκριση ενός τέτοιου κυκλώματος εξαρτάται (ανάλογα) απο τη χρονική σταθερά που είναι ανάλογη του RC. Η αντίσταση R εξαρτάται απο τη θερμοκρασία και όσο αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται και η αντίσταση. Η χωριτηκότητα της επαφής εξαρτάται απο τη θερμοκρασία (και συγκεκριμένα απο τη T^1/2) οπως δείχνουν και οι τύποι παρακάτω. Επομένως όσο μειώνεται η θερμοκρασία, μειώνεται η χωριτηκότητα της επαφής (άρα για να το πούμε απλά μειώνεται η περιοχή απογύμνωσης και συνεπώς μειώνεται η διαδρομή που θα διανύσουν οι φορείς όταν αλλάξει state το τρανζίστορ). Απο αυτά καταλαβαίνουμε οτι η χρονική απόκριση ενός τρανζίστορ (και άρα ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος) εξαρτάται ισχυρά απο τη θερμοκρασία και με μείωση αυτής έχουμε μείωση της χρονικής απόκρισης, άρα τα τρανζίστορ μπορούν να αλλάξουν state πιο γρήγορα σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. link Aυτος εισαι Το μονο που εμεινε να διευκρινιστει ειναι μεχρι ποια θερμοκρασια εξακολουθει να βελτιωνετε η συμπεριφορα του τρανσιστορ. Link to comment Share on other sites More sharing options...
johns Ιούνιος 3, 2005 #35 Κοινοποίηση Ιούνιος 3, 2005 Για δειται κι αυτο το site Link to comment Share on other sites More sharing options...
backgman Ιούνιος 3, 2005 #36 Κοινοποίηση Ιούνιος 3, 2005 Αρχική απάντηση από johns [Σήμερα, στις 16:50] Για δειται κι αυτο το site Δεν ειδα καπου να λέει για αυτό που συζητάμε. Απλά αναφέρει πως φτάσανε στα 5.25 @ -196οC. Δεν αναλύει γιατί ενας επεξεργαστής μπορεί να φτάσει σε παραπάνω χρονισμούς όταν μειώσεις τη θερμοκρασία του. Link to comment Share on other sites More sharing options...
johns Ιούνιος 3, 2005 #37 Κοινοποίηση Ιούνιος 3, 2005 Οταν ελαχιστοποιησεις την κινηση των ελευθερων ηλεκτρονιων τοτε οι τριβες σε αυτα μικρενουν αυτο προσπαθουμε να κανωμε με μια δυνατη ψυξη. Γιατι με αυτο τον τροπο ανεβαζουμε την συχνοτητα ταλαντωσης ενως cpu χωρις να εχουμε δραματικη αυξιση θερμοκρασιας . Link to comment Share on other sites More sharing options...
backgman Ιούνιος 6, 2005 #38 Κοινοποίηση Ιούνιος 6, 2005 Όσον αφορά το κάτω όριο της θερμοκρασίας, για σωστή λειτουργία, βρήκα απο ένα βιβλίο για φυσική ημιαγωγών το παρακάτω διάγραμμα, το οποίο απεικονίζει τον αριθμό ενδογενών φορέων / cm^3 (n0) ως προς τη θερμοκρασία του ημιαγωγού. Η περιοχή που είναι ευθεία (σταθερή πυκνότητα ενδογενών φορέως) είναι η περιοχή σωστής λειτουργείας του ημιαγωγού (100K - 500K ή -173οC - 227οC) πάνω απο τα 500Κ ο ημιαγωγός "ιονίζεται" (γίνεται δηλ αγωγός) και κάτω απο τα 100Κ στον ημιαγωγό παρατηρείται το φαινόμενο "freeze-out", στο οποίο όλο και περισσότεροι ενδογενείς φορείς στοιβάζονται στη θεμελειώδη ενεργειακή ζώνη (με τη χαμηλώτερη ενέργεια) και δεν "κουνιούνται". Σύμφωνα τώρα με αυτό το site οι ημιαγωγοί με βάση το Si (ισχυρά ντοπαρισμένοι) μπορούν να λειτουργούν σε θερμοκρασίες μέχρι 40K (-230oC). H διαφορά (διαφωνία) των δυο μπορεί να εξηγηθεί με βάση το επόμενο διάγραμμα (Οι γκρι περιοχές δεν συμμένουν κάτι είναι τις φωτογραφίας. Αν πάτε στο site θα το δείτε κανονικά) Στο οποίο φαίνεται η ισχυρή εξάρτηση του κάτω ορίου θερμοκρασίας με το πόσο ντοπαρισμένος είναι ο ημιαγωγός. Στο πρώτο διάγραμμα μη ξεχνάμε οτι έχουμε ενδογενείς φορείς, ενώ στο κάτω έχουμε όλους τους φορείς (ενδογενείς + εξωγενείς) Παραθέτω και το επόμενο απο το site για να καταλάβουμε τι γίνεται There are many electronic, ionic, and atomic processes taking place in a component. Some of these determine its characteristics at "conventional" temperatures, but there are others that may come into play at higher or lower temperatures to introduce new effects, either gradually or abruptly. The trends in characteristics exhibited by components over the conventional temperature range often continue to higher and lower temperatures. However, extrapolation is risky because there may be some "critical" temperature at which the component undergoes an abrupt change in characteristics. Examples of this are the freeze-out temperature of Si (about −230°C/40 K) below which there are major changes in a Si device's characteristics.... At the other extreme, the lower temperature limit is typically determined by the ionization energy of the dopants. Dopants usually require some energy to ionize and produce carriers in the semiconductor. This energy is usually thermal, and if the temperature is too low, the dopants will not be sufficiently ionized and there will be insufficient carriers. The result is a condition called "freeze-out." For example, Si (dopant ionization energy ~0.05 eV) freezes out at about 40 K and Ge (ionization energy ~0.01 eV) at about 20 K. Thus, for example, Ge devices in general operate to lower temperatures than Si devices. Καιρός είναι να δοκιμάσουμε ψύξη με υγρό υδρογόνο (40-45Κ) να δούμε τι γίνεται ...!!! Link to comment Share on other sites More sharing options...
Recommended Posts
Archived
This topic is now archived and is closed to further replies.