硅的熔点在1402℃,锡的熔点231.89℃,为什么不能使CPU达到200℃运行呢,还需要费劲心思的为CPU散热或者降频?举个例子大家就明白原因了。
蛋白质的碳化温度在150℃以上,糖类热解温度160℃+,水的沸点100℃,为什么不能使人在90℃体温运行呢?还需要费尽心思为人体散热或者减少运动?
人体又不是只要保证蛋白质糖类不分解、水不沸腾就能运行的。整个人体的运行实际上是一系列不断进行的复杂化学反应,而这些化学反应只能在一个特定温度区间才能正常进行。
同理,CPU也不是只要保证硅、锡不熔化就能运行的。CPU是由大量PN结构成的晶体管组成,这些PN结也只能在特定温度区间才能正常运作。
集成电路都采用硅晶体管,最高可以在140℃的温度下运行,这已经很优秀了,早期的半导体器件是锗管,工作温度上限只有90℃。
那么,既然晶体管可以在140℃工作,那么为什么CPU设定工作温度上限只到105℃呢?这是因为:
1、140℃是临界值,接近140℃时非常危险,你总得留点余量吧?
2、CPU中每一个晶体管上的电流/功率各不相同,同一个晶体管在不同时间变化也很大,因此每个管子发热量都会有差异,温度各不相同,但显然不可能给每个晶体管都装一个温度传感器,也无法确保CPU上的温度传感器测到的正好是温度最高那个管子的结温,因此为了保险起见,还需要进一步留下更多的余量。
有人提到焊接半导体器件时温度远超140℃,为什么器件没有损坏?那是因为焊接的是管脚,不是直接焊的PN结,热从管脚传导到PN结是有损耗的。
另外,焊接芯片管脚时,芯片是不通电的,晶体管在非工作状态下,短时间温度超过140℃也不会损坏,但工作时就不可以了。