إن أجهزة الاستنشاق بالراديو هي لبنات أساسية في نظم الاتصالات الحديثة والرادار والبث والتأليف، ودورها هو تعزيز قوة الإشارة مع الحفاظ على التموين، ولكن هذه العملية تولد حرارة، وتتفاوت درجات الحرارة عند الأجهزة من التغيرات المحيطة، والتسخين الذاتي، أو التأثير المباشر على السلوك الكهربائي للمواد شبه الموصلية، وفهمات حرارة الصدر.

فهم الديناميات الحرارية المبلِّدة لإطار الإبلاغ الاستراتيجي

[FL] [FL] درجة الحرارة الداخلية تحددها التوازن بين تفكك السلطة والمسار الحراري إلى البيئة [FLT:

آليات توليد الحرارة

وفي أجهزة " غاي آس " أو " غي إن هيم تي " (مترجمات عالية القدرة على الحركة) فإن المصدر الحرفي الرئيسي هو منطقة القناة التي تتزامن فيها حقول الكهرباء العالية والكثافة الحالية، ويصبح التسخين الذاتي واضحاً بشكل خاص في أجهزة تضخّم عالية الطاقة تعمل في موجة مستمرة، وفي ظل ظروف محضة، فإن المقاييس الحرارية الثابتة للديوت والحزمة يمكن أن تؤدي إلى حدوث تغير في درجات الحرارة.

Thermal Resistance and Junction Temperature

ودرجة الحرارة الفاصلة هي مقياس حرج لأن معظم البارامترات شبه الموصلية لها درجة تبعية شديدة من الحرارة، فعلى سبيل المثال، قد يكون هناك مقاومة حرارية لعنصر التحلل الحراري يتراوح بين 50 و150 درجة مئوية/ساعة، في حين أن جهاز الاتصال بالغاز النزوفي والسيك يمكن أن يكون منخفضاً عند 5 إلى 20 درجة مئوية/ساعة مئوية بسبب القدرة القصوى على التحلل الحراري لنموذج سداسي البروم.

مدى تأثير التباينات في درجات الحرارة على معايير الأداء الرئيسية

تغيرات الحرارة تغير الخصائص المادية الأساسية لشبه الموصلات: تنقل الناقلين، وسرعة التشبع، والطاقة الضمية، ودرجة التطاير العتيقة، وتتجلى هذه التحولات في عدة مصفوفات أداء مكبرة.

Gain and Drain Current

In field-effect transistors (FETs), carrier mobility decreases with rising temperature due to increased phonon scattering. This reduces transconductance (gm] and consequently the small-signal gain.

الشكل

ورقم التضخيم (NF) شديد الحساسية بالنسبة للحرارة، وقد تصل طاقة الضوضاء الحرارية الناتجة عن خسائر مقاومة، ودرجة الحرارة نفسها (P) إلى درجة غير مقبولة من حيث حساسية نظام الترددات الفوقية (FLT:2]) ) بالنسبة للمرحلة الأولى من جهاز استقبال، يمكن أن تؤدي درجات الحرارة إلى تآكل الأشعة

التسلسل والتخزين

(أ) أن بعض أجهزة الاستشعار ذات الصلة بالجهاز الآلي (OIP3) أو نسبة القوة المتاخمة للجهاز (ACPR) - ترتفع درجات الحرارة بسبب التغيرات في صورة جهاز تحويل مسار الجهاز وزيادة القدرة على التقاطع، وفي أجهزة توليد الطاقة، فإن نماذج التكييف التي تستخدمها أجهزة قياس الحرارة في الجهاز قد تُعتمد على درجة الحرارة.

إعاقة ومطابقة

The impbandance and output impedance of RF transistors vary with temperature because the tool's small-signal parameters (e.g., Cgs], C

الشواغل المتعلقة بالثغرات الحرارية

إن استقرار المضاعفات ليس فقط وظيفة من أجهزة قياس S-signal بل أيضاً من وظائف الدولة الحرارية، إذ أن المضخم المستقر على ما يبدو في درجة حرارة الغرفة يمكن أن يظهر تذبذبات أو تحيز يتجول عندما يكون حاراً.

Thermal Runaway and Bias Point Shifts

ويحدث هذا المجرى الحراري عندما تؤدي درجة الحرارة المتزايدة إلى ارتفاع في مستوى التيار، مما يؤدي بدوره إلى زيادة الحرارة، مما يؤدي إلى حدوث حلقة إيجابية من التغذية العكسية تدمر الجهاز، وهذا أمر يثير إشكالية خاصة في أجهزة تحويل البال إلى جهاز ثنائي القطب حيث يتناقص حجم المولدات الأرضية عند ارتفاع 2 متراً مربعاً/درجة مئوية، ويزيد من معدل التحصيل في أجهزة توليد الطاقة الكهربائية، ويخفف من سرعة الوصلات الحرارية

رسوم ورسوم المرحلة

إن التدرج الحراري عبر الموت يمكن أن يخلق مسارات غير متوقعة للتغذية من خلال الحد الأدنى أو الطرد أو التنويم الخارجي الذي يسبب ارتفاعاً طفيفاً في الترددات السائلة أو التشويهات المتماثلة في الأشعة المظلة، بالإضافة إلى أن تغيرات الحرارة تُعدل الاستجابة للمصابيح البلاستيكية، مما يسهم في الضجيج في المناشف أو التشويه التدريجية في إشارات الاتصال.

استراتيجيات التخفيف وأفضل الممارسات

وتتطلب إدارة آثار الحرارة اتباع نهج متعدد المستويات يشمل التصميم الحراري، وتعويض الدوائر، واختيار المواد.

التصميم الحراري: شينكات، فانز، وبرودة السائل

والخط الأول للدفاع هو الحد من درجة الحرارة عن طريق تقليل المقاومة الحرارية إلى أدنى حد، وتشكل مصارف الحرارة ذات المساحة العالية والارتباكات الجوية القسرية معيارا لمستويات الطاقة المتوسطة (10-100 دبليو) أما بالنسبة لمضخات القدرة العالية (100 دبليو إلى عدة كيلوات)، فتقوم مبردات المياه باستخدامها أو سوائل قياس الديزل - تؤدي إلى إزالة حرارة أعلى.

دائرة التعويض المؤقت

ويستخدم تعويض درجة الحرارة السائبة أجهزة الإشعال الحراري، أو أجهزة مقاومة درجة الحرارة الإيجابية، أو أجهزة الاستديو التي توضع بالقرب من المرسل لتكييف التحيز أو كسبه، مثلاً، يمكن لجهاز قاذفة في الفجوة الفولطية في الدائرة التحيزية للبوابة أن يقلل من حجم البوابة مع ارتفاع درجة الحرارة، ويواجه الانخفاض الطبيعي في التهريب، وقد تستخدم أجهزة التعويض الناشطة أجهزة التصحيح(18).

Material Selection: GaN on SiC and Beyond

"السيجلوب" "الموصلات المغناطيسية" "مثل "جاليوم نيتريد" و "سيليكون كاربيد" "يعرضون درجة حرارية أعلى و درجات حرارة أعلى" "من "السيليكون" و"جيليوم أرسينيد" "وأجهزة "الغاون-أو سي سي سي" يمكنها أن تتحكم في درجات الحرارة تصل إلى 250 درجة مئوية"

دراسات الحالة الحقيقية في العالم

وتوضح الأمثلة التالية كيف تؤثر تغيرات درجات الحرارة على النظم الحقيقية لنموذج الإبلاغ الموحد وما هي التدابير المتخذة عملياً.

محطة القاعدة

كما أن محطات قاعدية حديثة (4G/5G) يجب أن تدعم قدرة إنتاجية عالية (تتجاوز غالبا 40 درجة مئوية لكل ناقل) مع الحفاظ على متطلبات خطية صارمة لمخططات التحوُّل المعقدة مثل 256-QAM، وفي الضواحي الخارجية، يمكن أن تتراوح درجات الحرارة المحيطة بين 40 درجة مئوية في الشتاء و55 درجة مئوية في ضوء الشمس المباشر، وعادة ما يكون التحيز الذي تُستخدمه وحدة التحكم في درجة الحرارة مستمدا من جدول قياسي.

نظم الاتصالات الساتلية

في الفضاء، الإدارة الحرارية تحدّي بسبب ظروف الفراغ التي تغيب فيها أجهزة التكفير، يجب أن تعمل أجهزة الإرسال على نطاق نافذة ضيقة من درجة الحرارة، على الرغم من التدوير المفرط بين الشمس والظل (محتمل أن يكون 150 درجة مئوية إلى + 120 درجة مئوية على السطح الخارجي) ويستخدم المحركات الأنابيب الحرارية والمشعات ومواد التغيير التدريجي للحفاظ على الحمولة أو التبريد حسب الحاجة.

الاتجاهات المستقبلية في الإدارة الحرارية للمضخمات المصنوعة من RF

(ب) [الحركة نحو ارتفاع الترددات (الطلقات، والثديثات الفرعية) وارتفاع كثافة الطاقة يدفع إلى الابتكار في مجال الإدارة الحرارية، وتشمل التقنيات الناشئة دمج قنوات الفلورية مباشرة في إطار نظام التبريد شبه الموصل، واستخدام أجهزة تنقية حرارية (الماس) 5 مرات في البرمجيات المتطورة

خاتمة

(أ) إن أفضل أنواع المعالجة من الغازات الحرارية، ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة المتوقعة، ودرجة الحرارة القصوى، ودرجة الحرارة القصوى، ودرجة الحرارة المتوقعة، ودرجة الحرارة القصوى، ودرجة الحرارة القصوى، ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة القصوى، ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة السائلة.