Термин « термодиод » может означать:
Термодиод в этом смысле — это устройство, тепловое сопротивление которого отличается для потока тепла в одном направлении от теплового потока в другом направлении. То есть, когда первый вывод термодиода горячее второго, тепло будет легко перетекать от первого ко второму, но когда второй вывод горячее первого, мало тепла будет перетекать от второго к первому.
Такой эффект впервые наблюдался в интерфейсе медь – оксид меди Чонси Старром в 1930-х годах. Начиная с 2002 года, были предложены теоретические модели для объяснения этого эффекта. В 2006 году были построены первые микроскопические твердотельные термодиоды. [1] В апреле 2015 года итальянские исследователи из CNR объявили о разработке рабочего термодиода, [2] опубликовав результаты в Nature Nanotechnology . [3]
Тепловые сифоны могут действовать как односторонний тепловой поток. Тепловые трубы, работающие под действием силы тяжести, также могут иметь этот эффект.
Датчик, встроенный в микропроцессоры и используемый для контроля температуры кристалла процессора, также известен как «термодиод».
Это применение термодиода основано на свойстве электрических диодов линейно изменять напряжение на нем в зависимости от температуры. По мере повышения температуры прямое напряжение диодов уменьшается. Микропроцессоры с высокой тактовой частотой сталкиваются с высокими тепловыми нагрузками. Для контроля температурных пределов используются термодиоды. Обычно они размещаются в той части ядра процессора, где наблюдается самая высокая температура. Напряжение, развиваемое на нем, меняется в зависимости от температуры диода. Все современные процессоры AMD и Intel, а также графические процессоры AMD и Nvidia имеют встроенные термодиоды. Поскольку датчик расположен непосредственно на кристалле процессора, он обеспечивает наиболее локальные и значимые показания температуры ЦП и ГП. Кремниевые диоды имеют температурную зависимость -2 мВ на градус Цельсия. Таким образом, температуру перехода можно определить, пропустив заданный ток через диод, а затем измерив развиваемое на нем напряжение. Помимо процессоров, та же технология широко используется в специализированных ИС температурных датчиков.
Существует два типа. Один использует полупроводник или менее эффективный металл, т.е. термопары , работающие на принципах эффекта Пельтье-Зеебека . Другой опирается на вакуумные трубки и принципы термоионной эмиссии .
С 2009 года группа в Массачусетском технологическом институте работает над созданием термодиодов, преобразующих тепло в электричество при более низких температурах, чем раньше. [4] Это может быть использовано в строительстве двигателей или в производстве электроэнергии. Эффективность современных термодиодов составляет около 18% в диапазоне температур 200-300 градусов Цельсия. [5]