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¿Por qué los productos electrónicos tienen un bajo límite de temperatura?

Aparte de condensación por qué componentes electrónicos suelen tener un bajo límite de temperatura? Por ejemplo mi laptop dice algo a lo largo de las líneas de -10 °C a 75 °C de temperatura mientras está en uso.

Puedo entender la alta temperatura límite de lo que probablemente va a derretir!

Pero ¿por qué frío tan malo?

Aparte de las baterías, que los componentes del extremo de daño de frío, y cómo?

El uso es aumentar el daño?

Con el equipo de compensar este daño (como caliente de uso)?

También, estoy hablando de temperaturas extremas por debajo de -50 °C, por lo que es la condensación sigue siendo un problema?

Nota: yo no soy el almacenamiento de la misma por lo que no es un duplicado de otra pregunta.

Nota 2: no estoy hablando de los semiconductores, pero hablando en general.

68voto

Te puedo dar una respuesta porque yo había sido uno de los que escribió o verificar las especificaciones de semiconductores ICs.

Legalmente y éticamente hablando, lo único que podría firmar en los parámetros dentro de los cuales se comprobó que el IC/procesador iba a funcionar. Y luego mi jefe, y de su jefe, y todo el mundo lo hiciera, consulte la evidencia de las pruebas, y también de firmar en las restricciones.

Yo no podía ética o legalmente signo de que un lote de procesadores de trabajo en -100 C, si yo no lo había puesto en ellos mediante la suite de pruebas en -100 C.

Si elige usar su equipo a -50 C, equipado con el procesador que firmó con un umbral bajo de -15 C, mi empresa ya no tiene ninguna obligación de que el procesador. Se ha roto la garantía.

Prueba a -50 C es mucho más caro que hacer que las pruebas a -15 C. tendría que comprobar el sitio de la prueba es en realidad -50 C--. También es muy peligroso.

Además de eso, especial/hermético de la preparación es necesaria para ICs para operar en temperaturas extremadamente bajas. Como un ejemplo extremo, los envases de plástico podría desarrollar grietas o estructurales de los compromisos cuando ponemos nitrógeno líquido en ellos.

Expansión diferencial entre el morir y el embalaje se puede romper el morir lejos de su sitio de apego, o romper el morir.

Hay pruebas de estrés que incluyen la simulación de las variaciones de temperatura en el funcionamiento de la IC. Dicen que su computadora portátil está sentado en su coche en congelados a temperaturas de -10 ° C. encenderlo y dentro de 5 minutos se alcanza una temperatura de 85 C. Y durante todo el invierno, que hizo que todas las noches. ¿Qué acerca de la unidad de cabeza y el equipo-controlador que se sienta en su coche, que conducía para los próximos 15 años sometidos a las fluctuaciones de cada invierno en el norte de Maine?

Había demasiados problemas mecánicos que mi ingeniería mecánica colegas tuvieron que lidiar con lo que respecta a condiciones extremas de baja temperatura de ensayo. Así, la baja temperatura se desea verificar y cuánto más extra como el consumidor dispuesto a pagar para que la baja temperatura de prueba?

Nosotros simplemente no puede probar una o dos unidades para verificar la ausencia de problemas mecánicos como incompatibilidades entre morir y embalaje, a diferencia de las personas que hot rod sus placas base de la experimentación de overclocking con el mero uno o dos procesadores que compré en ebay. Tenemos que diseñar las normas aceptables de distribución estadística y el plan de muestreo que iba a caer en esa distribución, que se aplicará a una corriente de ICs que fluye mediante la línea de productos.

Ocasionalmente, la legalidad de las restricciones más bien podría ser, donde el Estados Unidos de gobierno de la agencia requiere que los OEM para que la presencia de su representante mientras ponemos a prueba los ICs/procesadores, lo que podría tardar un par de días para un lote. Que el representante firmaría que hemos tenido a cabo tales pruebas en este tipo de restricciones. Que es como $100 de procesador, el costo sería de US gobierno de $2000.

De tal forma que si el NOS govt organismo de alguna manera decidió operar el equipo más allá de la probados y verificados limitaciones, ya no sería legalmente responsable de los accidentes o mal funcionamiento futuro.

54voto

Karmic Coder Puntos 4501

Yo una vez diseñado un amplificador que podría oscilar a -10°C. he solucionado cambiando el diseño para añadir más margen de fase. En este caso, la oscilación no causa ningún daño, pero el circuito no funciona bien en esta condición, y causó errores. Estos errores se fue a temperaturas más altas.

Algunos plásticos crack cuando se congelan. El hielo seco es -78.5°C, y me he roto un montón de plástico con hielo seco. Por ejemplo, he destruido una perfectamente buena pecho de hielo que agrietado en pequeños trozos en el lugar donde había un trozo de hielo seco.

En la superficie de montaje de los diseños, el diferencial de temperatura coeficiente de expansión entre las partes soldadas-para-el-circuito de la placa y la placa de circuito puede causar grandes tensiones. De la tensión-relación de temperaturas a menudo apenas funciona en el rango de temperatura especificado. Cuando el equipo está encendido, el calor de los componentes puede cambiar de forma y de romper el frágil plástico, igual que mi edad de hielo en el pecho.

Si el equipo está por debajo de 0°C y, a continuación, llevarlo a un agradable y cálido, húmedo oficina, el agua se condensa en las placas de circuito y puede causar problemas. Presumiblemente, una cosa similar puede suceder con las heladas, dependiendo del clima. Cuando la escarcha se derrite, puede haber problemas.

Cuando voy a recibir el equipo en la mañana que ha sido transportados como carga aérea, supongo que ha sido recientemente muy frío, y lo dejo reposar alrededor de unas horas para que se caliente poco a poco y a permanecer seco antes de la apertura de la caja en la oficina.

Convirtiendo en muy engranaje frío que podría ser interesante. Algunos de limitación de corriente de los componentes, tales como un PTC o PPTC, pasará mucho más actual.

Los lubricantes de motores tales como ventiladores y unidades de disco también podría ser un problema.

20voto

Spehro Pefhany Puntos 90994

Otros que tal vez las pilas y tal vez la pantalla LCD componentes generalmente no dañan directamente, incluso por temperaturas frías extremas. Si las temperaturas son cambiados a los extremos, especialmente rápidamente, puede haber daño físico debido a que no coinciden contracción con la temperatura o los gradientes de temperatura.

Sin embargo, la operación en temperaturas frías no puede ser posible - componentes de cambiar con la temperatura, hasta el punto de que podría no funcionar de forma fiable, no puede iniciar o puede cerrarse completamente. La ganancia de los transistores bipolares gotas con la temperatura. Muy por debajo de unos 50K más bipolar de piezas de dejar de funcionar por completo a causa de cese en su compañía. Electrolítico tapas no como temperaturas muy por debajo de la congelación, y sus cambios (mayor de ESR y baja capacitancia) puede causar otras partes a ser dañado. Digital CMOS partes puede funcionar más o menos bien, pero el analógico partes de un chip puede ir fuera de especificación o de no trabajo (tales como el oscilador de reloj o BOR o ADC en un micro).

Aún más extraño las cosas suceden como acercarse al cero absoluto - a 4.2 K (helio líquido), por ejemplo, un 1N4148 puede hacer un oscilador de relajación. Obtener aún más frío y corriente de soldadura puede perder todos los de la resistencia, que suena realmente bien hasta obtener atrapados flujo magnético.

14voto

GSerg Puntos 33571

El problema básico es que la densidad de la "libre" de los portadores de carga en semiconductores es una fuerte función de la temperatura. Cuando la temperatura baja lo suficiente, no hay suficientes a disposición de los transportistas para permitir que los transistores, etc. a la función, y la eficaz resistencia en serie de la mayor parte de los semiconductores se eleva así. La ganancia total del circuito cae por debajo de lo que el ingeniero de diseño ha permitido, y no puede cumplir con sus especificaciones de rendimiento.

9voto

JonRB Puntos 4599

El límite de temperatura asociado con una IC tiene más que ver con la expansión térmica/retracción de las cosas como de fusión.

Un IC está hecha de diferentes materiales. Al morir, el sustrato, la bondwires, la unión método, las piernas y el cuerpo. Como los cambios de temperatura, estos diferentes materiales expandir/contraer y rasgar aparte de otros materiales no cambian al mismo ritmo.

Usted entonces tiene la calidad de dopaje, más de un problema en el borde de la oblea. Eso significa que una de las características reales en contra de la hoja de datos (tiempo de subida, retardo de propagación, etc.) no cumpla los citados mínima y/o máxima como la movilidad de los electrones son diferentes (los fabricantes suelen hacer un IC de prueba y militares de la temperatura. Si no, prueba en la industria de la temperatura. Si esto también falla, prueba en un comercial de la temperatura... Si no, eliminar y añadir a su rendimiento números).

Entonces usted tiene los detalles de los daños... de Silicio no tiene un límite inferior w.r.t. semiconductor. Tiene un límite superior a 175 °C, donde será dañado.

Los lcd se forman cristales y se descompone a temperaturas extremas y de igual dieléctricos en condensadores empieza a romperse.

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