Охлаждение полупроводников жидким азотом

[NoNe]

Господа камерады!
Оговорюсь сразу - вопрос для общего развития. Моего С недавних пор меня очень интересует вопрос о возможности охлаждения ПП приборов сверхнизкими температурами. Видел несколько видеороликов о охлаждении процессоров жидким азотом. Меня интересует несколько вопросов.
Насколько я понимаю, полупроводник отличается от проводника тем, что при сверхнизкой температуре становится идеальным изолятором, а проводник - сверхпроводником. Сохраняют ли ПП приборы работоспособность при таких температурах?
В роликах о разгоне всё выглядит красиво, но когда хлопцы из Киева попробовали провести подобный эксперимент, проц "загнулся" ещё до поднятия напряжения. И утянул за собой материнку.

Компьютерные примеры привожу потому, что ни разу не слышал о том, чтобы таким зверским способом пытались охлаждать мощные выходники. Низкими температурами - да, но сверхнизкими - нет.
Так где же правда?
З.Ы. - ногами прошу сильно не пинать, как я уже писал выше, вопрос для общего развития, мог невзначай сморозить глупость.

[boatsman]

Cперва стоит вспомнить, что термокоэффициент падения напряжения на кремниевом p-n переходе -2,1мВ\К. Сколько останется, учитывая полное падение при комнатной температуре 293К и разницу по отношению к температуре жидкого азота (77К)?
Что будет со смещением?
Какова топология кристалла и как технологически выполнена изоляция?

[NoNe]

по процам - 45нм SOI

[Openreel]

В роликах о разгоне всё выглядит красиво, но когда хлопцы из Киева попробовали провести подобный эксперимент, проц "загнулся" ещё до поднятия напряжения. И утянул за собой материнку.

Вполне логичный результат.
1. теромоудар.
2. как живут компоненты при таких темпратурах.
Например замороженую жидким азотом курицу можно уронить на пол, и она разбивается в дребезги, как стекло.

Из известных мне применений сверхнизких температур для электроники - только в ситациях когда без этого никак. Например охлаждение приёмных матриц для телескопов обсерваторий, где важно получить минимально возможный шум, чтоб фотоны близко к штучно регистрировать.

Цена этого вопроса такова, что можно комнату завалить шикарнейшими усилителями. Только голые матрицы стоили 10 лет назад совсем нерарзумных денег.
Добавить к этому квалифицированое техобслуживание...

Да и наверняка сверхнизкие температуры законодательно конфликтуют с домашним применением.

[anatol0]

Например замороженую жидким азотом курицу можно уронить на пол, и она разбивается в дребезги, как стекло.

А это из опыта или из кинофильмов?

[Openreel]

А это из опыта или из кинофильмов?

А оно было в кино ?
Из опыта приятеля, он доступ имел и даже хотел жидкого азота стырить себе домой, но не сумел подходящую тару найти.

[VADIK]

Сосут Дюара

[Thunder_Blade]

Openreel,термоса товарищ не нашол? со стеклянной колбой? на химии лили жидкий азот в обычный бабушкин термос, худо термосу не стало.

[Mosfet 2007]

Антифриз - понятное дело, стабильность, качество теплоотвода на большой мощности. А вот азот -ИМХО откровенный перебор и выпендрёж.

[anatol0]

А оно было в кино ?
Из опыта приятеля, он доступ имел и даже хотел жидкого азота стырить себе домой, но не сумел подходящую тару найти

А у меня собственный опыт. Все эти киношные сцены с окунанием предметов в жидкий азот и бросание их затем на пол не более, чем трюки. Их собственного (т.е. сам делал ) опыта - после нахождени в ж.азоте резиновой трубки до той поры, пока азот перестаёт кипеть, эту трубку я пытался разбить молотком - это сделать было довольно непросто. Ещё любопытное применение ж. азота - мытьё полов . Выливается направленным потоком в какую-либо сторону. После испарения остаётся кучка пыли и мусора. (кроме грязи, которую надо водой отмывать).
По теме охлаждения - сначала запускают процессор, чтоб начал греться, только затем используют ж. азот.

[Openreel]

Openreel,термоса товарищ не нашол? со стеклянной колбой?

А как потом этот термос через нехилый забор кидать?
С колбой из нержака в те годы еще легко доступно небыло и несовсем понятно что с крышкой будет. Да и стырить азота хотел вроде для прикола, те сильной мотивации стырить любой ценой небыло.

Добавлено через 13 минут

А у меня собственный опыт.

Тогда
С курицей случайно вышло, ее чтоб не испортилась решили заморозить, и поставили под струйку азота, да забыли на долго, сутки чтоли, 15 лет прошло, подробностей совсем не помню.

По теме охлаждения - сначала запускают процессор, чтоб начал греться, только затем используют ж. азот.

В момент подачи жидкого азота разве термоудара нет?

Я в свое время поуши наигрался с углекислотными огнетушителями с открученым раструбом, за секунды трубка инеем покрывается и пальцы обжигает.

[qwerty]

Запускается процессор, подается азот который начинает кипеть. А газовая подушка не очень то хорошо тепло забирает. Я видел в реале как в ладонь наливают жидкий азот и он там кипит. А процессор греется посильнее... Не знаю даже. Очень это кино на фуфел похоже ИМХО.

[ottisk]

при сверхнизкой температуре проводник становится сверхпроводником

В связи с этим мысль посетила. Взять да поместить силовой трансформатор (питание УМ например) в жидкий азот. Сопротивление обмоток, а значит и внутреннее сопротивление источника станет нулевым. Поимеем атомную бомбу в виде трансформатора. По идее БП УМ на основе такого трансформатора должен один в один (т.е. идеально) отрабатывать резкие всплески тока. Т.е. например при испытани меандром фронты должны получаться действительно вертикальными. А идеально вертикальные фронты это прозрачность (ясность) в звуке.... Кто возьмется провести эксперимент? У кого есть доступ к жидкому азоту?... Подумал щас. Скорее всего в итоге трансформатор разрушится от вибрации.

Интересно, а как полипропилен (изолятор) реагирует на сверхнизкие температуры. Ставится сверхизолятором? Если так тогда полипропиленовый конденсатор тоже в жидкий азот. Интересно как оно будет звучать?... Мало того, что полипропилен станет сверхизолятором, так еще фольга, в таком конденсаторе, станет сверпроводником. Очень интересно.

[kobarr]

А этот жидкий азот, если его в вакуум поместить он остывает или постоянно холодный?

Добавлено через 15 минут

Интересно, а как полипропилен (изолятор) реагирует на сверхнизкие температуры. Ставится сверхизолятором? Если так тогда полипропиленовый конденсатор тоже в жидкий азот. Интересно как оно будет звучать?... Мало того, что полипропилен станет сверхизолятором, так еще фольга, в таком конденсаторе, станет сверпроводником.

Так всю плату уже тогда...чё там мелочица.

[amplifier]

Во-первых, сверхпроводник в таком состоянии пребывает до превышения некоторого критического магнитного поля (т.е. до определенной плотности тока). Это к трансформаторам.
Во-вторых, металлы переходят в сверхпроводящее состояние при гораздо более низкой, нежели температура кипения азота, температуре. Высокотемпературные же сверхпроводники - синтезированные ПП (т.е. не банальные Si, Ge, GaAs...)
По теме: у азота низкая температура кипения, но малая теплота его. Потому использовать под час выгоднее куда более простые вещества - спирт, воду, ... Разумеется, это про случаи, когда нужен просто хороший теплоотвод, а не именно низкая T.

[NoNe]

Спасибо, порадовали старика .Как я уже сказал, охлаждать я ничего азотом не собираюсь, интересна работоспособность мощных силовых компонентов при сверхнизких температурах.

[Александр Котов]

По идее БП УМ на основе такого трансформатора должен один в один (т.е. идеально) отрабатывать резкие всплески тока. Т.е. например при испытани меандром фронты должны получаться действительно вертикальными. А идеально вертикальные фронты это прозрачность (ясность) в звуке

Индуктивность трансформатора не исчезнет, и межвитковая и межобмоточная емкость. Так что форма сигнала не изменится.

[boatsman]

работоспособность мощных силовых компонентов

Я не сомневаюсь, что можно заставить их работать. Это непросто, имеется некий опыт с температурами -60С.
Вопрос в другом - зачем отводить тепло жидким азотом? Идея исходно бредовая, при всей неэффективности еще и дорого страшно.
Жидкий азот применяют не для охлаждения - а для "захолаживания", что означает снижение температуры и соответственно тепловых шумов.

[SacreD]

По поводу предметов, опущеных в жидкий азот - не раз видел и в школе и в универе подобные эксперементы. Сам лично находился в нескольких метрах от емкостей. Чего только туда не опускали, в частности резину - через 4-5сек вытаскивали, бросали на пол и в большинстве случаев до молотка и дело не доходило - рассыпалась сразу.

Зы. Под "Чего только туда не опускали" имел ввиду и профессора, погружавшего свою руку в жидкий азот на секунду.

[NoNe]

Вопрос в другом - зачем отводить тепло жидким азотом?

Вы правы, незачем. Как я писал выше, этот вопрос был задан для расширения кругозора, поскольку я сомневался (и продолжаю сомневаться ) в работоспособности обычных ПП приборов при таких температурах.