Войти
Термин «тепловой диод » иногда используется для обозначения (возможно, неэлектрического) устройства, которое позволяет теплу течь преимущественно в одном направлении.. Или этот термин может использоваться для описания электрического (полупроводникового ) диода применительно к тепловому эффекту или функции. Или этот термин может использоваться для описания обеих ситуаций, когда электрический диод используется как тепловой насос или термоэлектрический охладитель.
Термический диод в этом смысле представляет собой устройство, тепловое сопротивление которого отличается от теплового потока. в одном направлении, чем для теплового потока в другом направлении. То есть, когда первая клемма термодиода горячее, чем вторая, тепло будет легко течь от первой ко второй, но когда вторая клемма горячее, чем первая, от второй к первому будет поступать мало тепла.
Такой эффект был впервые обнаружен на границе раздела медь - оксид меди Чонси Старром в 1930-х годах. Начиная с 2002 г., для объяснения этого эффекта были предложены теоретические модели. В 2006 году были созданы первые микроскопические твердотельные тепловые диоды. В апреле 2015 года итальянские исследователи из CNR объявили о разработке рабочего теплового диода, опубликовав результаты в Nature Nanotechnology.
Тепловые сифоны могут действовать как односторонний тепловой поток. Тепловые трубки, работающие в гравитации, также могут иметь этот эффект.
Сенсорное устройство, встроенное в микропроцессоры, используемое для контроля температуры кристалла процессора, также известно как «тепловой диод».
Это применение теплового диода основано на свойстве электрических диодов изменять напряжение на них линейно в зависимости от температуры. С повышением температуры прямое напряжение на диодах уменьшается. Микропроцессоры с высокой тактовой частотой испытывают высокие тепловые нагрузки. Для контроля температурных пределов используются термодиоды. Обычно они размещаются в той части ядра процессора, где наблюдается самая высокая температура. Напряжение на нем меняется в зависимости от температуры диода. Все современные процессоры Intel имеют встроенные термодиоды. Поскольку датчик расположен непосредственно на кристалле процессора, он обеспечивает наиболее локальные и актуальные показания температуры процессора. Кремниевые диоды имеют температурную зависимость -2 мВ на градус Цельсия. Таким образом, температуру перехода можно определить, пропустив заданный ток через диод и затем измерив напряжение, возникающее на нем. Помимо процессоров, та же технология широко используется в специализированных ИС датчиков температуры.
Есть два типа. Один использует полупроводник или менее эффективный металл, то есть термопары, работающие на принципах эффекта Пельтье-Зеебека. Другой основан на электронных лампах и принципах термоэлектронной эмиссии.
Команда Массачусетского технологического института работает над созданием тепловых диодов, преобразующих тепло в электричество при более низких температурах, чем раньше. Это может быть использовано при строительстве двигателей или при производстве электроэнергии. Эффективность существующих термодиодов составляет около 18% в диапазоне температур 200-300 градусов Цельсия.
