niektóre elementy elektroniczne rozwijają niższe rezystancje lub niższe napięcia wyzwalające (dla rezystancji nieliniowych)wraz ze wzrostem temperatury wewnętrznej. Jeśli warunki obwodu powodują znacznie zwiększony przepływ prądu w takich sytuacjach, zwiększone rozpraszanie mocy może zwiększyć temperaturę przez ogrzewanie Dżula. Błędne koło lub pozytywny efekt sprzężenia zwrotnego ucieczki termicznej może powodować awarię, czasami w spektakularny sposób (np. wybuch elektryczny lub pożar). Aby zapobiec tym zagrożeniom, dobrze zaprojektowane systemy Elektroniczne zazwyczaj zawierają zabezpieczenie ograniczające prąd, takie jak Bezpieczniki termiczne, wyłączniki lub ograniczniki prądu PTC.

aby obsłużyć większe prądy, projektanci obwodów mogą łączyć równolegle wiele urządzeń o mniejszej pojemności (np. tranzystory, diody lub MOV). Technika ta może działać dobrze, ale jest podatna na zjawisko zwane przeciąganiem prądu, w którym prąd nie jest dzielony równo na wszystkie urządzenia. Zazwyczaj jedno urządzenie może mieć nieco niższą rezystancję, a tym samym pobierać więcej prądu, ogrzewając go bardziej niż jego urządzenia siostrzane, powodując dalszy spadek jego oporu. Ładunek elektryczny kończy się lejkiem do jednego urządzenia, które następnie szybko zawodzi. W ten sposób szereg urządzeń może nie być bardziej wytrzymały niż jego najsłabszy komponent.

efekt wygaszania prądu można zmniejszyć, starannie dopasowując charakterystykę każdego równoległego urządzenia lub stosując inne techniki projektowania w celu zrównoważenia obciążenia elektrycznego. Jednak utrzymanie równowagi obciążenia w ekstremalnych warunkach może nie być proste. Urządzenia o iskrobezpiecznym Dodatnim Współczynniku temperaturowym (PTC) oporu elektrycznego są mniej podatne na odciąganie prądu, ale nadal mogą wystąpić odpływy termiczne z powodu słabego pochłaniania ciepła lub innych problemów.

wiele układów elektronicznych zawiera specjalne przepisy zapobiegające ucieczce ciepła. Jest to najczęściej widoczne w układach tłumienia tranzystorów dla stopni wyjściowych dużej mocy. Jednak, gdy sprzęt jest używany powyżej zaprojektowanej temperatury otoczenia, w niektórych przypadkach może nadal wystąpić Ucieczka termiczna. Czasami powoduje to awarie sprzętu w gorących środowiskach lub gdy otwory wentylacyjne są zablokowane.

SemiconductorsEdit

krzem wykazuje specyficzny profil, ponieważ jego opór elektryczny wzrasta wraz z temperaturą do około 160 °C, następnie zaczyna spadać i spada dalej po osiągnięciu temperatury topnienia. Może to prowadzić do zjawiska ucieczki ciepła w wewnętrznych regionach złącza półprzewodnikowego; opór zmniejsza się w regionach, które stają się ogrzewane powyżej tego progu, umożliwiając przepływ większej ilości prądu przez przegrzane regiony, co z kolei powoduje jeszcze większe ogrzewanie w porównaniu z okolicznymi regionami, co prowadzi do dalszego wzrostu temperatury i spadku oporu. Prowadzi to do zjawiska tłoczenia prądu i powstawania włókien prądowych (podobnych do wyginania prądu, ale w obrębie jednego urządzenia) i jest jedną z przyczyn wielu awarii połączeń półprzewodnikowych.

bipolar junction transistors (BJT)Edit

prąd upływowy znacznie wzrasta w tranzystorach bipolarnych (zwłaszcza tranzystorach bipolarnych na bazie germanu) wraz ze wzrostem temperatury. W zależności od konstrukcji obwodu, ten wzrost prądu upływu może zwiększyć prąd przepływający przez tranzystor, a tym samym rozpraszanie mocy, powodując dalszy wzrost prądu upływu kolektora do emitera. Jest to często widoczne w fazie push-pull wzmacniacza klasy AB. Jeśli Tranzystory pull-up I pull-down są tendencyjne, aby miały minimalne zniekształcenia zwrotnicy w temperaturze pokojowej, a tendencja nie jest kompensowana temperaturowo, to wraz ze wzrostem temperatury oba Tranzystory będą coraz bardziej tendencyjne, powodując dalszy wzrost prądu i mocy, a ostatecznie niszcząc jedno lub oba urządzenia.

jedną z reguł unikania ucieczki termicznej jest utrzymanie punktu roboczego BJT tak, aby VCE ≤ 1/2vcc

inną praktyką jest zamontowanie termicznego tranzystora sprzężenia zwrotnego lub innego urządzenia na radiatorze, aby kontrolować napięcie odchylenia zwrotnego zwrotnicy. Gdy Tranzystory wyjściowe nagrzewają się, tak samo jak termiczny tranzystor sprzężenia zwrotnego. To z kolei powoduje, że termiczny tranzystor sprzężenia zwrotnego włącza się przy nieco niższym napięciu, zmniejszając napięcie biasu zwrotnicy, a tym samym zmniejszając ciepło rozpraszane przez Tranzystory wyjściowe.

Jeśli kilka tranzystorów BJT jest połączonych równolegle (co jest typowe w zastosowaniach wysokonapięciowych), może wystąpić problem związany z pobieraniem prądu. Należy podjąć specjalne środki w celu kontrolowania tej charakterystycznej podatności BJT.

w tranzystorach mocy (które w rzeczywistości składają się z wielu małych tranzystorów równolegle), przeciąganie prądu może wystąpić między różnymi częściami samego tranzystora, przy czym jedna część tranzystora staje się bardziej gorąca niż pozostałe. Nazywa się to drugim załamaniem i może spowodować zniszczenie tranzystora nawet wtedy, gdy średnia temperatura złącza wydaje się być na bezpiecznym poziomie.

Power MOSFETsEdit

Power MOSFET zazwyczaj zwiększa swoją odporność na działanie temperatury. W pewnych okolicznościach energia rozproszona w tej rezystancji powoduje większe nagrzewanie złącza, co dodatkowo zwiększa temperaturę złącza, w pętli dodatniego sprzężenia zwrotnego. W rezultacie mosfety zasilające mają stabilne i niestabilne obszary działania. Jednak wzrost rezystancji z temperaturą pomaga zrównoważyć prąd w wielu Mosfetach połączonych równolegle, dzięki czemu prąd nie występuje. Jeśli tranzystor MOSFET wytwarza więcej ciepła niż radiator może rozproszyć, to ucieczka termiczna może nadal zniszczyć Tranzystory. Problem ten można złagodzić w pewnym stopniu poprzez obniżenie oporu cieplnego między matrycą tranzystorową a radiatorem. Zobacz także termiczna Moc konstrukcyjna.

Warystory tlenku metalu (MOV)Edytuj

Warystory tlenku metalu zwykle rozwijają niższą odporność w miarę nagrzewania się. Jeśli jest podłączony bezpośrednio przez magistralę zasilającą AC lub DC (powszechne zastosowanie do ochrony przed przejściami elektrycznymi), MOV, który opracował obniżone napięcie wyzwalające, może zsuwać się w katastrofalny odpływ termiczny, prawdopodobnie zakończony małą eksplozją lub pożarem. Aby zapobiec tej możliwości, prąd zwarcia jest zwykle ograniczony przez bezpiecznik termiczny, wyłącznik lub inne urządzenie ograniczające prąd.

kondensatory Tantaloweedit

kondensatory tantalowe są, w pewnych warunkach, podatne na samozniszczenie przez ucieczkę termiczną. Kondensator zazwyczaj składa się ze spiekanej gąbki tantalowej działającej jako anoda, katody dwutlenku manganu i dielektrycznej warstwy pięciotlenku tantalu utworzonej na powierzchni gąbki tantalowej przez anodowanie. Może się zdarzyć, że warstwa tlenku tantalu ma słabe punkty, które ulegają rozpadowi dielektrycznemu podczas skoku napięcia. Gąbka Tantalowa wchodzi następnie w bezpośredni kontakt z dwutlenkiem manganu, a zwiększony prąd upływowy powoduje zlokalizowane ogrzewanie; zwykle prowadzi to endotermiczną reakcję chemiczną, która wytwarza tlenek manganu(III) i regeneruje (samo-leczy) warstwę dielektryczną tlenku tantalu.

jednak, jeśli energia rozproszona w punkcie awarii jest wystarczająco wysoka, można rozpocząć samowystarczalną reakcję egzotermiczną, podobną do reakcji termitu, z metalicznym tantalem jako paliwem i dwutlenkiem manganu jako utleniaczem. Ta niepożądana reakcja zniszczy Kondensator, wytwarzając dym i ewentualnie płomień.

dlatego kondensatory tantalowe mogą być swobodnie stosowane w obwodach o małym sygnale, ale zastosowanie w obwodach o dużej mocy musi być starannie zaprojektowane, aby uniknąć awarii termicznych.

digital logicEdit

prąd upływu tranzystorów logicznych przełączających wzrasta wraz z temperaturą. W rzadkich przypadkach może to prowadzić do ucieczki ciepła w obwodach cyfrowych. Nie jest to częsty problem, ponieważ prądy upływowe zwykle stanowią niewielką część ogólnego zużycia energii, więc wzrost mocy jest dość niewielki — w przypadku Athlona 64 rozpraszanie mocy wzrasta o około 10% na każde 30 stopni Celsjusza. W przypadku urządzenia o TDP 100 W, aby doszło do ucieczki ciepła, radiator musiałby mieć Rezystywność cieplną powyżej 3 K / w (kelvins na Wat), która jest około 6 razy gorsza niż standardowy radiator Athlon 64. (Podstawowy radiator Athlon 64 jest oceniany na 0.34 K/w, chociaż rzeczywista odporność termiczna na środowisko jest nieco wyższa, ze względu na granicę termiczną między procesorem a radiatorem, rosnące temperatury w obudowie i inne rezystancje termiczne.) Niezależnie od tego nieodpowiedni radiator o rezystancji cieplnej powyżej 0,5 do 1 K / w spowodowałby zniszczenie urządzenia o mocy 100 W nawet bez efektów ucieczki termicznej.

Bateriaedytuj

w przypadku niewłaściwego obchodzenia się z bateriami lub gdy są one produkowane wadliwie, niektóre akumulatory mogą powodować wyciek ciepła, powodując przegrzanie. Zamknięte komórki czasami eksplodują gwałtownie, jeśli otwory bezpieczeństwa są przeciążone lub nie działają. Szczególnie podatne na uciekanie ciepła są baterie litowo-jonowe, najbardziej wyraźnie w postaci baterii litowo-polimerowej. Doniesienia o wybuchających telefonach komórkowych pojawiają się sporadycznie w gazetach. W 2006 roku baterie od Apple, HP, Toshiba, Lenovo, Dell i innych producentów notebooków zostały wycofane z powodu pożaru i eksplozji. The Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA) of the U. S. Departament Transportu ustanowił przepisy dotyczące przenoszenia niektórych rodzajów baterii w samolotach ze względu na ich niestabilność w pewnych sytuacjach. Akcja ta została częściowo zainspirowana pożarem ładowni na samolocie UPS.Jednym z możliwych rozwiązań jest zastosowanie bezpieczniejszych i mniej reaktywnych materiałów anodowych (tytaniany litu) i katodowych (fosforan litowo — żelazowy) — unikając w ten sposób elektrod kobaltowych w wielu litowych ogniwach akumulacyjnych-wraz z niepalnymi elektrolitami na bazie cieczy jonowych.