¿Los dispositivos están dañados por la corriente alta o la temperatura alta?

Primero, muchos dispositivos especifican una corriente de entrada máxima como una característica, en lugar de una requrement operativa. Por ejemplo, si un IC de lógica digital especifica que su corriente de entrada máxima es de 5 mA (por ejemplo), eso generalmente significa que siempre que proporcione una tensión de alimentación adecuada, el dispositivo no consumirá más de 5 mA, es decir, , es la promesa del dispositivo de no tomar más de 5 mA, no es un requisito para el usuario no proporcionar más de 5 mA.

Sin embargo, otros dispositivos sí especifican un límite actual como un requisito del usuario. Ejemplos comunes son resistencias, inductores, reguladores lineales. Para resistencias o reguladores lineales, la razón de este límite generalmente es limitar el autocalentamiento que causaría daño térmico a la pieza. Para los inductores, el límite se relaciona más a menudo con la saturación del material del núcleo, aunque también pueden entrar en juego los límites térmicos. En estos casos, proporcionar un mejor enfriamiento (por ejemplo, mediante el disipador de calor) puede permitir el funcionamiento con corrientes más altas, o ser necesario para evitar que se eliminen las especificaciones de corriente máxima.

  

Me pregunto si enfriamos el dispositivo a -230 grados Celsius (estamos aceptando que aún funciona) y luego aplicamos esa gran cantidad de corriente ¿sobrevivirá?

Depende del tipo de pieza. Para algunas partes, podría permitirle operar con corrientes superiores a las clasificadas. En otras partes, puede causar tensiones térmicas (debido a los gradientes térmicos y la falta de coincidencia de CTE entre diferentes materiales dentro de la pieza) que dañan la pieza incluso cuando se operan por debajo de la clasificación nominal.

Como una simplificación excesiva, dos cosas matan a la electrónica: sobretensión y sobretemperatura. La sobrecorriente puede llevar a cualquiera de los dos, dependiendo del dispositivo y la situación. Así que sí, algunos dispositivos (¡no todos!) Podrían funcionar más allá de sus corrientes nominales nominales si se enfriaran adecuadamente. Normalmente, estos dispositivos indicarían una corriente nominal a cierta temperatura . Pero los detalles variarán enormemente de un dispositivo a otro, y realmente necesita comprender más sobre el dispositivo en el que está trabajando y lo que está tratando de hacer con él antes de proceder con un diseño basado en el sobreenfriamiento del dispositivo. p>

Además, vale la pena señalar que todos los dispositivos tienen una temperatura operativa mínima (ya sea que se indique o no), lo que significa que hay un límite a lo fuerte que puede enfriarlos antes de arriesgarse a que otra cosa salga mal. E incluso si pudiera mantener el caso de un dispositivo cerca del cero absoluto hundiéndolo en un superconductor fractal gigante en el espacio interestelar, todavía hay una caída térmica entre las entrañas y el caso con el cual lidiar. Existen límites estrictos para lo que se puede lograr al enfriar un dispositivo determinado, y el costo de un dispositivo más grande suele ser mucho menor que el costo de la refrigeración.

Los dispositivos están dañados por lo primero que los mata.

Dado un evento de parámetro excesivo lo suficientemente extremo, todos los dispositivos morirán.

Normalmente, los parámetros que se producen alrededor de un dispositivo se acoplarán según el tipo de dispositivo, de manera que un parámetro siempre va a causar su desaparición.

Por ejemplo, tome una resistencia, donde se aplica un voltaje a temperatura ambiente, y fluye una corriente, calentándolo. Con una resistencia de valor muy bajo, el voltaje y, por lo tanto, la potencia serán bajos, por lo que puede ser una electromigración en el conductor que eventualmente cause su falla. Con una resistencia de valor muy alto, la corriente y por lo tanto la potencia será baja, por lo que la formación de arco a través del elemento resistivo podría ser la causa de la muerte. Con un valor medio, no se pueden producir fallas de voltaje ni de corriente antes de que la resistencia se sobrecaliente. Obviamente, el sobrecalentamiento excesivo lleva tiempo, mientras que una caída repentina puede ocurrir casi instantáneamente, por lo que el tiempo para fallar también es importante.

Y eso es solo una resistencia simple. Cuando el dispositivo es más complejo, con cables de unión a un troquel semiconductor que pueden fundirse en condiciones de pulso, o capas delgadas de óxido que pueden perforar con voltios de un solo dígito aplicados a través de ellos, o una serie de dados pequeños FET directamente paralelos en una gran FET, cuya capacidad para compartir la corriente de manera estable depende de la duración del impulso de calentamiento, tiene un trabajo importante para comprender los detalles de todos los posibles mecanismos de falla y que destruirá el dispositivo primero.