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便携式密封电子设备的自然散热设计

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研究主要探究基于密封性电子设备的散热器设计,通过试验研究,对不同类型的便携式密封电子设备进行正向压降和温度特性的测量,有效获取其中的数据,并对相关数据进行整理、分析、比较等,得出综合试验数据,并对各个器件的灵敏度进行比较,分析器线性度的优劣,从而为合理选择密封性电子设备的散热器奠定基础。

1便携式密封电子设备的自然散热设计原理

研究密封性电子设备散热器的设计原理,主要可以将研究内容总结为密封性电子设备及其散热性能分析和密封性电子设备正向压降与温度的关系两点,具体如下。

1.1密封性电子设备及其散热性能分析

将不同的掺杂工艺进行应用在密封性电子设备中,存在很多电离杂质,其多为带有正电荷的空穴和带有负电荷的杂质,在电场的作用力下,空穴会发生移动,电离杂质则固定不动。密封性电子设备中存在许多可以移动的负电子和固定的正离子,空穴和电子相遇后会复合,导致载流子的消失。在这种情况下,其界面附近的结区中具有一段距离,缺少载流子,同时存在分布在空间中的带电的固定离子,这一空间范围被称为电荷区。在密封性电子设备中的空间电荷为负离子,而密封性电子设备一边的空间电荷为正离子。在正负离子在界面附近接触时就会产生电场,电场会进一步阻止载流子的扩散,使其形成平衡状态。就密封性电子设备来说,其主要有两种类型,分别为同质结和异质结。同质结就是同一种半导体形成的结,包括pn结、pp结、nn,而由不同禁带宽度的电子设备材料制成的密封性电子设备为异质结。

密封性电子设备具有单向散热性,一旦其对应的外加电压对电流造成推力,就会表现出低阻性,这时其所对应的电流相对较大;反之则表现为高阻性,对应的电流相对较少。

密封性电子设备加正向电压时的散热情况:就外加的正向电压来说,其中有一部分会降落到密封性电子设备区,会出现其对应的方向与密封性电子设备的内部电场方向相反的情况,削弱其内部电场,从而造成其内电场中的多子扩散运动被阻碍,导致其扩散电流增大。在这种情况下,扩散电流会比漂移电流大,很容易对其漂移电流造成不良影响,此时的密封性电子设备表现为低阻性。

密封性电子设备加反向电压时的散热情况:外加的反向电压中会有部分降落在密封性电子设备区,其对应的方向与密封性电子设备内的电场方向相同,会促进其内电场的增强。而就这一内电场来说,其会增强对多子扩散运动的阻碍作用,使其扩散电流减小。在这种情况下,其密封性电子设备区的少子就会受到内电场的作用影响,使其对应的漂移电流比扩散电流大,这时可以将扩散电流省略不计,密封性电子设备则表现出高阻性。

1.2密封性电子设备正向压降与温度的关系

在密封性电子设备正向偏压工作状态情况下,其流过密封性电子设备的电流强度I满足下式:

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如果将其中的T1设置为300K,T也等于300K,通过公式可以得出其=0.048mV;其对应的VF值也会随之发生变化,主要为20mV;得出其相对误差百分比为0.24。进行比较后,可以得出其差异相对较小。

如果能够满足恒流供电条件,则其密封性电子设备中的VF会与T产生一定的依赖关系,这主要是受到线性项V1的影响,表示其正向压降会在温度变化下出现变化,随着温度的升高,其线性逐渐下降。

2密封性电子设备散热器设计参数

极限参数:其对应的最高温度主要是指在对其条件进行规范的情况下,其开展长时间的连续性工作所能够接收的上限温度,在一般情况下,将密封性电子设备的散热器最高温度设置为200℃;而最低工作温度,是指在传感器所规定的条件下进行连续、长期的工作所需要的温度下限,在一般情况下,其为-50℃

线性度:就密封性电子设备的散热器来说,其线性度主要是指对传感器的输出电压随着温度变化而出现的直线程度描述。

灵敏度:在一定的时间范围内,环境温度变化为1℃,导致密封性电子设备正向压降出现变化的程度,主要用S表示,其单位为mV/℃,其对应的典型数值表示为-2.10mV/℃

互换偏差:指在同一个被确定的理想型环境中,其密封性电子设备正向压降和温度之间形成的曲线关系。其中每一个传感器存在的V-T曲线都与其直线存在一定的偏差,并且表现为最大偏差。互换偏差主要是对同种型号的传感器互动程度进行表示的指标,由材料的电阻率决定,其电阻率的均匀和材料导电性能的好坏都会对其造成严重影响,对应的制造器件工艺水平、一致性以及重复性的控制等都将其对造成影响。

时间常数:密封性电子设备的散热器的时间常数主要是对传感器的动态特征进行表示的参数,其主要是被应用在热敏电阻的时间常数定义中。其传感器能够在零功率的测试环境下开展,当环境温度发生变化时,能够反映出传感器对温度的敏感程度,展现快速变化的温度信号所具有的相应快慢程度。

稳定度:密封性电子设备散热器所具有的稳定性主要是传感器处于不同使用条件下的原有特性和能力保持的参数。通过数据显示,针对不同类型的二极管展开试验研究,主要从正向电压降和温度关系特性等两个测量方面入手,为选择更为合适的密封性电子设备散热器提供依据。

3 结束语

文章主要针对不同的电子设备材料和便携式密封电子设备,对其密封性电子设备的散热器进行研究,从正向电压降和温度关系特性等方面入手展开试验研究,对其密封性电子设备的灵敏度和线性度的差异进行研究,为制作密封性电子设备散热器提供理论支持。

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