Teoria. Semiconduttori a temperature basse

[mattewRE]

Posto in questa sezione perché siete voi quelli che benchate a temperature basse!
Sto preparando una bozza per la tesina di maturità e mi stanno sorgendo un po' di dubbi...
Il mio libro di testo di fisica dice chiaramente che "..semiconduttori quali il silicio e il germanio, hanno coefficienti di temperatura negativi. Ciò significa che la resistenza elettrica di un semiconduttore diminuisce con l'aumentare della temperatura e aumenta al diminuire di questa"
I processori sono costituiti da silicio drogato (giusto?) per cui abbassare le temperature dovrebbe aumentare la resistenza del materiale oppure la "drogatura" modifica qualcosa?

Invece, leggendo documenti per la rete (tra cui il prototipo IBM a 500ghz raffreddato ad elio liquido), sembrerebbe che si tragga un vantaggio sulla resistenza anche da temperature basse, andando completamente contro all'affermazione del mio libro di testo. Alcuni infatti sostengono che il silicio diventerebbe superconduttore a temperature prossime allo 0°K, tale da garantire un overlclock ideale ad altissime frequenze e voltaggi bassissimi, quasi con rischio di corto circuito.

Ebbene, è tutto!
Se qualcuno riesce a darmi una spiegazione, grazie!

[mattewRE]

vi prego!

[carpo93]

allora portare le cpu ad una temperatura bassa serve per 2 cose:
1) non farle eccedere oltre alla loro temperatura di limite per dare + vcore
2) effettivamente le cpu quando sono sotto freddo salgono di + a parità di vcore(di 100mhz al massimo però)

bisogna anche considerare che alcune cpu però hanno problemi con le temperature basse
gli ahtlon 64 per esempio sotto i -50 gradi non si avviano i core 2 duo sotto i -140 circa mentre altre come il pentium 4 o il phenom 2 reggono fino a -190(azoto liquido)
amd testerà i nuovi phenom sotto elio liquido
ps inm è arrivata a 27ghz massimo

[mattewRE]

Originariamente inviato da carpo93

allora portare le cpu ad una temperatura bassa serve per 2 cose:
1) non farle eccedere oltre alla loro temperatura di limite per dare + vcore
2) effettivamente le cpu quando sono sotto freddo salgono di + a parità di vcore(di 100mhz al massimo però)

bisogna anche considerare che alcune cpu però hanno problemi con le temperature basse
gli ahtlon 64 per esempio sotto i -50 gradi non si avviano i core 2 duo sotto i -140 circa mentre altre come il pentium 4 o il phenom 2 reggono fino a -190(azoto liquido)
amd testerà i nuovi phenom sotto elio liquido
ps inm è arrivata a 27ghz massimo

io ho trovato questo:
http://punto-informatico.it/1536079/...p-500-ghz.aspx

comunque, grazie per l'interessamento ma questo non mi aiuta dal punto di vista fisico... Quello di cui parli tu è il cold bug nei processori in commercio, ma non importa molto per il mio lavoro; anche perché intendo parlare di situazioni ideali prossime allo zero assuluto e di conseguenza anche i proci dovranno essere ideali
Comunque anche tu mi confermi che un guadagno, seppur minimo, c'è... e questo va contro quello affermato sui semiconduttori. Perchè?!
Se si può salire di più significa che si riduce la resistenza! ma dovrebbe essere il contrario!

[carpo93]

allora io credo(considera che ne so solo per uso pratico) che il processore a tot mhz in + a qualsiasi vcore si + stressato che a default(i circuiti si consumano + velocemente)
probabilmente il freddo riduce questa degradazione e quindi il processore regge temperature + alte

[F1R3BL4D3]

E' proprio il drogaggio che fa cambiare le caratteristiche (o così ricordo).

[mattewRE]

Originariamente inviato da carpo93

allora io credo(considera che ne so solo per uso pratico) che il processore a tot mhz in + a qualsiasi vcore si + stressato che a default(i circuiti si consumano + velocemente)
probabilmente il freddo riduce questa degradazione e quindi il processore regge temperature + alte

manca sempre il perché si riduce la degradazione (e quindi la resistenza)...
Se se un overlockers estremo hai per caso qualche foto che possa colpire molto? appena finisco di scrivere devo anche occuparmi di foto e altre cagate...

E' proprio il drogaggio che fa cambiare le caratteristiche (o così ricordo).

iniziano ad arrivare conferme
thx...

[F1R3BL4D3]

Infatti da tutte le parti è citato quanto dice il tuo libro quando si parla di semiconduttori NON drogati. E infatti poi si parla di drogaggio (nelle varie tipologie) che porta a quanto succede nell'OC estremo.

Che foto vorresti?

mmm qualche configurazione con tolotto ce l'ho.

Cose così diciamo:

[mattewRE]

Originariamente inviato da F1R3BL4D3

Infatti da tutte le parti è citato quanto dice il tuo libro quando si parla di semiconduttori NON drogati. E infatti poi si parla di drogaggio (nelle varie tipologie) che porta a quanto succede nell'OC estremo.

Che foto vorresti?

mmm qualche configurazione con tolotto ce l'ho.

Cose così diciamo:

e grazie ancora... cercherò allora di capire per bene la questione del drogaggio.
Per le foto, si, intendo di quel genere, ma non ti disturbare a upparle tutte: se le hai già hostate da qualche parte bene, altrimenti faccio una ricerca su google... ma immagini di voi extreme overclockers italiani, sono più gradite!

[carpo93]

fra poco dovrei averne anche io
però solo a -70 circa

[F1R3BL4D3]

Originariamente inviato da carpo93

fra poco dovrei averne anche io
però solo a -70 circa

Originariamente inviato da mattewRE

e grazie ancora... cercherò allora di capire per bene la questione del drogaggio.
Per le foto, si, intendo di quel genere, ma non ti disturbare a upparle tutte: se le hai già hostate da qualche parte bene, altrimenti faccio una ricerca su google... ma immagini di voi extreme overclockers italiani, sono più gradite!

Sul drogaggio si trova molto in rete. Quindi non credo avrai problemi a reperire altre informazioni.

Ce ne ho un pò sparse, solo che quelle che ci sono in giro sono "marchiate", quindi ti uppo le migliori che ho, poi te le scegli te in base a ciò che vuoi.

[F1R3BL4D3]

Se ti accontenti di queste. Se no penso di poterti recuperare altre foto da altri clockers.

[mattewRE]

Originariamente inviato da F1R3BL4D3

Se ti accontenti di queste. Se no penso di poterti recuperare altre foto da altri clockers.

Grazie.. salvate tutte. Poi vedrò quali scegliere ma ho tanto tempo... posso permettermi di fare tutto con comodo
per ora vanno bene...

[simoorta]

Il silicio raffreddandosi, riduce l'agitazione particellare al suo interno, e ciò provoca meno resistenza al pasasggio di elettroni all'interno di esso.

[mattewRE]

Originariamente inviato da simoorta

Il silicio raffreddandosi, riduce l'agitazione particellare al suo interno, e ciò provoca meno resistenza al pasasggio di elettroni all'interno di esso.

yes... comunque sta sera ho finito di scrivere la prima bozza della tesina anche grazie all'aiuto di un utente di questo forum che nel 2005 aveva preparato una tesina molto simile alla mia, con un ottimo risultato.
Appena è in una versione presentabile (almeno comprensibile in italiano, non dico scritta bene! ) vi chiedo un po' di supporto per vedere se ho scritto cagate, sebbene abbia cercato di mantenere una linea semplice in modo tale che anche i professori che mi troverò di fronte (quasi tutti incompetenti di fisica e oc) potranno seguire abbastanza agevolmente..

[carpo93]

guarda oggi amd probabilmente proverà un phenom II sotto elio liquido al ces di las vegas
direi che se il loro esperimento funzione ne avrai di cose da dire
anche perchè sono quasi 100° c in meno dell'azoto

[AndreZ87]

Dovresti cercarti in rete qualche testo di chimica inorganica di livello universitario, comunque più o meno è così.
Il tuo libro ha ragione, adesso ti spiego:

-I metalli "condividono" i loro elettroni di legame non solo con gli atomi a cui si stanno legando, e "conducono". Gli ostacoli al passaggio degli elettroni sono gli atomi stessi, che si muovono maggiormente con l'aumentare della temperatura. Ovviamente più si muovono più vi sono ostacoli per gli elettroni, ed aumenta la resistenza.

-I semiconduttori non hanno lo stesso comportamento dei metalli. Per condurre, in un semiconduttore, un elettrone deve essere "strappato" al legame. Più è alta la temperatura, più è facile che l'elettrone venga strappato, e la resistenza diminuisce.

Il drogaggio non serve ad invertire questa tendenza, bensì ad accentuare il fenomeno. In parole povere [sennò dovresti conoscere almeno cenni della teoria delle bande di valenza] si riempe il conduttore di "cariche" negative o positive cambiando alcuni dei suoi atomi da germanio/silicio ad elementi del 3° o 5° gruppo.... Liberando elettroni o cariche positive che, "libere" di muoversi conducono meglio la corrente

[mattewRE]

Originariamente inviato da carpo93

guarda oggi amd probabilmente proverà un phenom II sotto elio liquido al ces di las vegas
direi che se il loro esperimento funzione ne avrai di cose da dire
anche perchè sono quasi 100° c in meno dell'azoto

grazie per l'info! vediamo che combinano

Originariamente inviato da AndreZ87

Dovresti cercarti in rete qualche testo di chimica inorganica di livello universitario, comunque più o meno è così.
Il tuo libro ha ragione, adesso ti spiego:

-I metalli "condividono" i loro elettroni di legame non solo con gli atomi a cui si stanno legando, e "conducono". Gli ostacoli al passaggio degli elettroni sono gli atomi stessi, che si muovono maggiormente con l'aumentare della temperatura. Ovviamente più si muovono più vi sono ostacoli per gli elettroni, ed aumenta la resistenza.

-I semiconduttori non hanno lo stesso comportamento dei metalli. Per condurre, in un semiconduttore, un elettrone deve essere "strappato" al legame. Più è alta la temperatura, più è facile che l'elettrone venga strappato, e la resistenza diminuisce.

Il drogaggio non serve ad invertire questa tendenza, bensì ad accentuare il fenomeno. In parole povere [sennò dovresti conoscere almeno cenni della teoria delle bande di valenza] si riempe il conduttore di "cariche" negative o positive cambiando alcuni dei suoi atomi da germanio/silicio ad elementi del 3° o 5° gruppo.... Liberando elettroni o cariche positive che, "libere" di muoversi conducono meglio la corrente

penso di aver capito bene la tua spiegazione, grazie davvero. per lo meno ho chiaro, in linea di massima, il funzionamento di un semiconduttore.

[AndreZ87]

Originariamente inviato da bostrom155

in teoria questo succede con tutti i conduttori metallici o sbaglio?

succede per i metallici, ma il silicio non è un metallo...