жылуды басымдықпен бір бағытта ағызуға мүмкіндік беретін (электрлік болмауы мүмкін) құрылғы;
жылу эффектісіне немесе функциясына қатысты электрлік (жартылай өткізгіш) диод;
немесе электрлік диодты жылу сорғысы немесе термоэлектрлік салқындатқыш ретінде пайдаланатын екі жағдайдың да сипаттамасы болуы мүмкін.
a (possibly non electrical) device which allows heat to flow preferentially in one direction;
an electrical (semiconductor) diode in reference to a thermal effect or function;
or it may describe both situations, where an electrical diode is used as a heat pump or thermoelectric cooler.
Бір бағыттағы жылу ағыны
Осы мағынадағы жылу диоды – жылу кедергісі бір бағыттағы жылу ағыны үшін, екінші бағыттағы жылу ағыны үшін әртүрлі болатын құрылғы. Яғни, жылу диодтың бірінші ұшы екіншісінен ыстық болғанда, жылу біріншіден екіншісіне оңай өтеді, ал екінші ұшы біріншісінен ыстық болғанда, екіншіден біріншісіне аз жылу өтеді. Мұндай құбылысты алғаш рет Chauncey Starr 1930 жылдары мыс-мырыш тотығының (оксидінің) интерфейсінде байқаған. 2002 жылдан бастап осы құбылысты түсіндіру үшін теориялық модельдер ұсынылды. 2006 жылы алғашқы микроскопиялық қатты күйдегі жылу диодтары жасалды. 2015 жылдың сәуір айында CNR итальяндық зерттеушілері жұмыс істейтін жылу диодын жасағанын хабарлады және нәтижелерін Nature Nanotechnology журналында жариялады. Термиялық сифондар бір бағытты жылу ағыны ретінде жұмыс істей алады. Ауырлық күшімен жұмыс істейтін жылу құбырлары да осындай әсерге ие болуы мүмкін.
A thermal diode in this sense is a device whose thermal resistance is different for heat flow in one direction than for heat flow in the other direction. I. e., when the thermal diode's first terminal is hotter than the second, heat will flow easily from the first to the second, but when the second terminal is hotter than the first, little heat will flow from the second to the first. Such an effect was first observed in a copper–cuprous oxide interface by Chauncey Starr in the 1930s. Beginning in 2002, theoretical models were proposed to explain this effect. In 2006 the first microscopic solid state thermal diodes were built. In April 2015 Italian researchers at CNR announced development of a working thermal diode, publishing results in Nature Nanotechnology. Thermal siphons can act as a one way heat flow. Heat pipes operating in gravity may also have this effect.
Электрлік диодтың жылу әсері немесе қызметі
Процессордың кристалдық өлшемін бақылау үшін микропроцессорларға енгізілген сенсорлық құрылғы "термиялық диод" деп те аталады. Термиялық диодты қолдану, электр диодтарының температураға байланысты кернеуді сызықты түрде өзгерту қасиетіне негізделген. Температура жоғарылағанда диодтардың тікелей кернеуі төмендейді. Жоғары тактылық жиілігі бар микропроцессорлар жоғары жылу жүктемелеріне тап болады. Температураның шектерін бақылау үшін термиялық диодтар қолданылады. Олар әдетте процессор ядросының ең жоғары температураға жететін бөлігіне орналастырылады. Дамыған кернеу диодтың температурасына байланысты өзгереді. Қазіргі заманғы AMD және Intel процессорларының, сондай-ақ AMD және Nvidia графикалық процессорларының (GPU) барлық чиптерінде термиялық диодтар бар. Сенсор тікелей процессор кристаллында орналасқандықтан, ең нақты және маңызды CPU және GPU температурасын көрсетеді. Кремний диодтарының температураға тәуелділігі 2 мВ/°C градусқа тең. Осылайша, диод арқылы белгілі бір ток жіберіп, содан кейін оның бойындағы кернеуді өлшеу арқылы кристалл температурасын анықтауға болады. Процессорлардан басқа, осы технология арнайы температура сенсорларына жататын интегралдық схемаларда (IC) да кеңінен қолданылады.
A sensor device embedded on microprocessors used to monitor the temperature of the processor's die is also known as a "thermal diode". This application of thermal diode is based on the property of electrical diodes to change voltage across it linearly according to temperature. As the temperature increases, diodes' forward voltage decreases. Microprocessors having high clock rate encounter high thermal loads. To monitor the temperature limits thermal diodes are used. They are usually placed in that part of the processor core where highest temperature is encountered. Voltage developed across it varies with the temperature of the diode. All modern AMD and Intel CPUs, as well as AMD and Nvidia GPUs have on chip thermal diodes. As the sensor is located directly on the processor die, it provides most local and relevant CPU and GPU temperature readings. The silicon diodes have temperature dependency of 2mV per degree Celsius. Thus the junction temperature can be determined by passing a set current through the diode and then measuring voltage developed across it. In addition to processors, the same technology is widely used in dedicated temperature sensor IC's.
Термоэлектрлі жылу сорғысы немесе салқындатқыш
Оның екі түрі бар. Бірі жартылай өткізгіштерді немесе аз тиімді металлдарды, яғни терможұптарды пайдаланады, олар Пелтье-Зебек эффектісінің қағидалары бойынша жұмыс істейді. Екіншісі вакуумдық түтікшелерге және термоиондық шығарылым принциптеріне сүйенеді.
There are two types. One uses semiconductor, or less efficient metal, i. e. thermocouples, working on the principles of the Peltier Seebeck effect. The other relies on vacuum tubes and the principles of thermionic emission.
Жетістіктер
2009 жылдан бері MIT командасы бұрынғыдан төмен температурада жылуды электр энергиясына айналдыратын жылу диодтарын жасау жөнінде жұмыс істеп жатыр. Бұл қозғалтқыштарды құруда немесе электр энергиясын өндіруде қолданылуы мүмкін. Қазіргі жылу диодтарының тиімділігі 200-300 градус Цельсий температура диапазонында шамамен 18% құрайды.
As of 2009 a team at MIT is working for construction of thermal diodes that convert heat to electricity at lower temperatures than before. This can be used in construction of engines or in electricity production. The efficiency of present thermal diodes is about 18% between the temperature range of 200 300 degree Celsius.