Аннотация:
Статья посвящена эффекту тепловой обратной связи, возникающему при функционировании интегральных микросхем и электронных систем, использующих микросхемы. Тепловая обратная связь обусловливается тем, что потребляемая при функционировании микросхемы мощность нагревает ее и, в силу значительной зависимости ее электрических параметров от температуры, между ее электрическими и тепловыми процессами возникает интерактивное взаимодействие. Воздействие тепловой обратной связи приводит к изменению как электрических параметров, так и уровней температуры в микросхемах. Положительная тепловая обратная связь представляет собой нежелательное явление, поскольку является причиной выхода электрических параметров микросхем за пределы допустимых значений, снижения надежности и, в ряде случаев, выгорания. Отрицательная тепловая обратная связь проявляется в стабилизации электрического и теплового режимов при пониженных уровнях температуры. Поэтому при проектировании микросхем и электронных систем с их применением необходимо добиваться реализации отрицательной обратной связи. В настоящей работе предлагается метод моделирования теплового режима электронных систем с учетом воздействия тепловой обратной связи. Метод основан на введении в тепловую модель электронной системы новых модельных схемных элементов, нелинейно зависящих от температуры, количество которых равно количеству микросхем в электронной системе. Такой подход позволяет применять к тепловой модели с введенными в нее новыми схемными элементами матрично-топологические уравнения тепловых процессов и включать их в существующие программные комплексы теплового проектирования. Приведен пример моделирования теплового процесса в реальной электронной системе с учетом воздействия тепловой обратной связи на примере микросхемы, установленной на печатной плате. Показано, что для адекватного моделирования электрических и тепловых процессов микросхем и электронных систем необходимо во избежание ошибок проектирования и создания конкурентоспособных электронных систем учитывать воздействие тепловой обратной связи.
Поступила в редакцию: 17.04.2018 Исправленный вариант: 24.04.2018 Принята в печать: 10.05.2018
Тип публикации:
Статья
УДК:
536.24: 621.396
Образец цитирования:
А. Г. Мадера, “Моделирование воздействия тепловой обратной связи на тепловые процессы в электронных системах”, Компьютерные исследования и моделирование, 10:4 (2018), 483–494
\RBibitem{Mad18}
\by А.~Г.~Мадера
\paper Моделирование воздействия тепловой обратной связи на тепловые процессы в электронных системах
\jour Компьютерные исследования и моделирование
\yr 2018
\vol 10
\issue 4
\pages 483--494
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/crm459}
\crossref{https://doi.org/10.20537/2076-7633-2018-10-4-483-494}
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/crm459
https://www.mathnet.ru/rus/crm/v10/i4/p483
Эта публикация цитируется в следующих 7 статьяx:
K. Chubur, I. Strukov, Svetlana Evdokimova, Vladimir Belokurov, Aleksey Platonov, Oleg Cherkasov, Konstantin Zolnikov, “Development of mathematical models of physical processes in a heterogeneous multilayer structure under radiation exposure”, Modeling of systems and processes, 15:1 (2022), 125
Alexander G. Madera, Lecture Notes in Networks and Systems, 232, Software Engineering Application in Informatics, 2021, 712
А. Г. Мадера, “Кластерный метод математического моделирования интервально-стохастических тепловых процессов в электронных системах”, Компьютерные исследования и моделирование, 12:5 (2020), 1023–1038; A. G. Madera, “Cluster method of mathematical modeling of interval-stochastic thermal processes in electronic systems”, Computer Research and Modeling, 12:5 (2020), e1023–e1038
A G Madera, “The effect of thermal feedback and statistical technological dispersion of microcircuits parameters on their thermal modes”, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 862:3 (2020), 032106
А. Г. Мадера, “Иерархический метод математического моделирования стохастических тепловых процессов в сложных электронных системах”, Компьютерные исследования и моделирование, 11:4 (2019), 613–630
Мадера А.Г., “Тепловой режим микросхемы в условиях неопределенности определяющих параметров и воздействии тепловой обратной связи”, Труды НИИСИ РАН, 8:5 (2018), 110
Воробьев А.А., Кандалов П.И., Мадера А.Г., Сердин О.В., “Принципы охлаждения корпусов моноблоков повышенной мощности потребления с применением тепловых труб”, Труды НИИСИ РАН, 8:5 (2018), 121
Цитирование в формате AMSBIB
Обратная связь: