Warum kann man mit tieferen temps höher takten???

DJ_Cyberdance

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20.04.2004 - 17:49

Ok... Einfach erklärt - am Borschen Atommodell, ich nehm an, das kennt jeder aus der Schule, ein Atom hat unterschiedlich viele Hüllen und die äußerste Hülle ist mit unterschiedlich vielen Elektronen bestückt.

Deren Anzahl bestimmt die elektrischen Eigenschaften des Materials. Wenn alle Elektronen der Hülle eine solche Bindung eingehen und für eine vollständige Bindung weder Elektronen zu viel noch zu wenig sind, dann spricht man von einem Halbleiter. (In einem Leiter sind deutlich mehr Außenelektronen pro Atom vorhanden.)

Halbleiter sind 4-wertige Elemente (bzw. Mischungen aus 3- und 5-wertigen Elementen, etwa Galliumarsenit)

Diese Elektronen können sich selbstständig nicht weiterbewegen. Durch die Brown'sche Molekularbewegung werden die Elektronen aus ihren Bindungen aber gelöst (losgeschüttelt wenn man so will) und stehen kurze Zeit zum Ladungstransport zur Verfügung, bis sie eine Stelle erreichen, an denen ein anderes losgeschütteltes Elektron fehlt.

Je höher nun diese Molekularbewegung ist, desto mehr Elektronen werden frei und desto mehr Strom kann fließen. Die Brownsche Molekularbewegung ist direkt proportional der Temperatur bzw ist eigentlich nichts anderes als thermische Energie.

Daher: Im Halbleiter fließt umso mehr Strom, je höher die Temperatur.

Im Leiter hingegen sind sowieso zu viele Außenelektronen, dh. es sind nicht alle gebunden und sie stehen immer zum Ladungsträgertransport zur Verfügung. Die Molekularbewegung bremst nun diese Elektronen, dh sie können sich nicht so schnell weiterbewegen. (Vergleich: In einem Labyrinth mit sich bewegenden Wänden ist man auch nicht so schnell wie in einem mit statischen Wänden...) Deswegen nimmt der Widerstand eines Leiters mit der Temperatur zu.

Prinzipiell: Je mehr Strom fließt, desto höher die Temperatur, desto höher auch die Verluste.

Reine Halbleiter werden übrigens nicht verwendet, die winzigen Bauteile auf Prozessoren entstehen durch n- (zu viele) und p-(zu wenig Elektronen) Dotierung mit 5- bzw. 3-wertigen Atomen. Den Übergang zwischen n und p Gebiet bezeichnet man als pn-Übergang. Ein pnp und npn Übergang ist dann ein Transistor, jenes Bauteil, was einen Prozessor überhaupt erst möglich macht.

Ich hoffe das war ausführlich genug, auch wenn sehr viel dazu fehlt... is wirklich sehr vereinfacht, also nicht hauen bitte... :-)

Biber

likes sushi

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20.04.2004 - 18:10

@dj_cyberdance

ok, du hast jetzt wirklich sehr ausführlich erkärt warum halbleiter besser leiten umso wärmer es wird was wir ja schon wissen

aber die antwort auf den thread-titel beantwortet es noch immer nicht

mfg biber

Master99

verträumter realist

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20.04.2004 - 18:23

Zitat von Biber
ok, ich verstehe warum ein chip nicht zu heiß werden darf.
halbleiter lassen umso mehr strom rinnen umso wärmer es wird, irgendwann zieht der chip dann soviel strom dass die leitungen heiß werden und der chip schmilzt.
doch wie läuft es in die anderer richtung?
zugegeben ich war etwas ratlos.
hat es etwas mit der arbeitsstabilität der transisotren zu tun

ähm, laut meinem Verständnis hast du die Chiparchtiktur vollkommen missverstanden!

das Silizium fungiert ja als Isolator und wird durch dotierungen leitend gemacht.

wennst des prinzip verstanden hast, dann weißt auch die antwort auf deine frage. wenn die temp steigt, wird die leitfähigkeit des halbleiters besser und auf einmal sind mehr freie elektronen da....

LTD

frecher fratz

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20.04.2004 - 18:28

NTC PTC - google mal danach!

es wird vermutlich absolut nit stimmen *g* aber ich glaub felsenfest daran das bei höheren temperaturen die elektronen aus ihren bahnen "diffundieren" und somit die spannungsunterschiede ausserhalb der spezifikationen liegen. infolge dessen erhöht sich die anzahl der schaltfehler dramatisch und der prozessor verliert irgendwann den faden! amen

NoTCPA

Little Overclocker

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20.04.2004 - 18:41

Zitat von DJ_Cyberdance
Halbleiter sind 4-wertige Elemente (bzw. Mischungen aus 3- und 5-wertigen Elementen, etwa Galliumarsenit)

Naja.
Neben C, Si, Ge,Sn, zählen aber auch noch B, P,As,Sb S, Se Te und I zu den HL. (Quelle: Grundlagen der Festkörperphysik , Weißmantel& Hamann)

Auch das mit den Losschütteln der Elektronen kommt mir etwas strange vor.

fruitloop

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20.04.2004 - 18:42

Wie kommts dass noch keiner die thermische Spannung Ut erwähnt hat? :rolleyes:

esDie Leitfähigkeit der Halbleitermaterialen hängen mit deren thermischen Spannung indirektproportional zusammen (für physik interessierte ein Beispiel: Bipolartransistor: gm= Ic0 / Ut)

Die thermische Spannung hängt wiederum direktproportional von der temp. ab ( details: bipolar transistor: Ut = k*T/e)

aus diesen zwei einfachen beziehungen folgt schliesslich, dass je höher die Temperatur, desto grösser die thermische Spannung und folglich desto schlechter die Leitfähigkeit des Materials.

hth fruitloop

daisho

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20.04.2004 - 18:53

Man könnt auch ganz einfach denken

1. Der Grund warum man kühlt ist der, dass der Chip nicht schmilzt

2. Irgendwann kann man einfach nicht mehr höher takten --> Slew Rate (Rise- und Falltime)

z.B. Schaltzeiten in der Spezifikation:

Code:

/------\______/------\______ ...

Wenn schneller getaktet wird:

Code:

/---\___/---\___ ... (Wobei die Slew-Rate sich ja nicht ändert.)

Und im Extremfall am Grenzwert:

Code:

/\/\/\ ... (Das Signal wird, falls noch weiter erhöht wird, abgeschnitten)

Damit das Signal nicht abgeschnitten wird, bzw. um die Steilheit zu erhöhen muss die Spannung erhöht werden. Dann springt die Spannung statt (sagen wir z.B.) 0V auf 5V, von 0V auf 6V (bei CPU's z.B. von 0...1,6V auf 0...1,7V).
Die ZEIT, die das Signal zum Anstieg braucht ist zwar noch gleich, aber die z.B. 5V erreicht das Signal schon früher, somit kann man noch ein wenig weitertakten!

hmmmm

*gg*

Luki

bierernste Islandkritik

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20.04.2004 - 19:00

Zitat von DJ_Cyberdance
Ok... Einfach erklärt - am Borschen Atommodell, ich nehm an, das kennt jeder aus der Schule, ein Atom hat unterschiedlich viele Hüllen und die äußerste Hülle ist mit unterschiedlich vielen Elektronen bestückt.

Deren Anzahl bestimmt die elektrischen Eigenschaften des Materials. Wenn alle Elektronen der Hülle eine solche Bindung eingehen und für eine vollständige Bindung weder Elektronen zu viel noch zu wenig sind, dann spricht man von einem Halbleiter. (In einem Leiter sind deutlich mehr Außenelektronen pro Atom vorhanden.)

Halbleiter sind 4-wertige Elemente (bzw. Mischungen aus 3- und 5-wertigen Elementen, etwa Galliumarsenit)

Diese Elektronen können sich selbstständig nicht weiterbewegen. Durch die Brown'sche Molekularbewegung werden die Elektronen aus ihren Bindungen aber gelöst (losgeschüttelt wenn man so will) und stehen kurze Zeit zum Ladungstransport zur Verfügung, bis sie eine Stelle erreichen, an denen ein anderes losgeschütteltes Elektron fehlt.

Je höher nun diese Molekularbewegung ist, desto mehr Elektronen werden frei und desto mehr Strom kann fließen. Die Brownsche Molekularbewegung ist direkt proportional der Temperatur bzw ist eigentlich nichts anderes als thermische Energie.

Daher: Im Halbleiter fließt umso mehr Strom, je höher die Temperatur.

Im Leiter hingegen sind sowieso zu viele Außenelektronen, dh. es sind nicht alle gebunden und sie stehen immer zum Ladungsträgertransport zur Verfügung. Die Molekularbewegung bremst nun diese Elektronen, dh sie können sich nicht so schnell weiterbewegen. (Vergleich: In einem Labyrinth mit sich bewegenden Wänden ist man auch nicht so schnell wie in einem mit statischen Wänden...) Deswegen nimmt der Widerstand eines Leiters mit der Temperatur zu.

Reine Halbleiter werden übrigens nicht verwendet, die winzigen Bauteile auf Prozessoren entstehen durch n- (zu viele) und p-(zu wenig Elektronen) Dotierung mit 5- bzw. 3-wertigen Atomen. Den Übergang zwischen n und p Gebiet bezeichnet man als pn-Übergang. Ein pnp und npn Übergang ist dann ein Transistor, jenes Bauteil, was einen Prozessor überhaupt erst möglich macht.

Ich hoffe das war ausführlich genug, auch wenn sehr viel dazu fehlt... is wirklich sehr vereinfacht, also nicht hauen bitte... :-)

Prinzipiell: Je mehr Strom fließt, desto höher die Temperatur, desto höher auch die Verluste.

taet das dann heissen, das die leitungen die in der luft rumhaengen heiss sind und strom verloren geht..

Master99

verträumter realist

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20.04.2004 - 19:06

na Luki, so freileitungen haben NATÜRLICH keine Verluste. *lol*

schau, jeder normaler leiter hat an widerstand (supraleiter aussen vor...)

P = I^2 * R

d.h. je höher der Strom, desto höher die Verluste, destö höher die Temperatur....

wieso glaubst gibts Hochspg-Leitungen? genau, dass die Ströme so gerring wie möglich sind und deswegen eben auch die oben genannten Verluste so gering wie möglich sind!

Biber

likes sushi

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20.04.2004 - 22:39

@master99

eigentlich bin ich jetzt von meinem wissen vom transistor ausgangen.
wenn ich amal meinen lehrer zitieren darf:

"wennst keinen emitterwiderstand verwendest und es heißer wird dann fließt automatisch mehr strom weil nix den strom begrenzt => der transistor wird no heißer und zieht no mehr strom bis der transistor schmilzt"

naja, so ziemlich ähnlich halt

daraus hab ich halt das gleiche auf den prozessoren geschlossen weil nun ja, ein chip aus transistoren besteht.

btw: wenn du eh schon sagst dass mehr elektronen freigesetzt werden dann bedeutet das ja automatisch das mehr strom vorhanden ist.

falls ich jetzt kompleten schaß daherred bitte ich um eine bessere belehrung.

mfg biber

DJ_Cyberdance

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21.04.2004 - 00:33

Zitat von __Luki__
taet das dann heissen, das die leitungen die in der luft rumhaengen heiss sind und strom verloren geht..

Theoretisch ja. Praktisch nein, weil in Freilandleitungen kein hoher Strom fließt - aus genau diesem Grund. Es gilt bekanntlich das Ohmsche Gesetz R = U / I, um also den Strom gering zu halten, wird die Spannung erhöht - Daher sind es auch HochSPANNUNGSleitungen und keine HochSTROMleitungen, die unser Land zieren...

Um beim Thema zu bleiben: Man kühlt Prozessoren nicht nur wegen der Gefahr des Schmelzens. Die erwähnte Temperaturspannung führt zum thermischen Durchbruch eines pn-Übergangs (dh das Bauteil kann auch Schaden nehmen dadurch!).

Bevor solche Effekte sich bei hochgetakteten Prozessoren auswirken, kommt es durch die vielen freien Ladungsträger zu anderen Effekten: Die Zeit, die zum Umladen parasitärer Kapazitäten benötigt wird, ändert sich genauso wie die Zeiten, um Sperrschichten umzupolen etc. Dadurch ändern sich Delays und Anstiegs/Abfallzeiten der Signalflanken. Wenn man bedenkt, daß die Periodendauer bei 3 GHz nur noch 0,33 Nanosekunden beträgt, kann man sich vielleicht auch vorstellen, daß die Änderung dieser Zeiten die Logik ein wenig durcheinanderbringt. zB kommen Signale nicht mehr rechtzeitig an etc.

@NoTCPA: Das mit dem Losschütteln war nur bildlich gesprochen. Tatsächlich lösen sich umso mehr Elektronen von ihren Atomen, je mehr sie sich bewegen - im Halbleiter jedenfalls.

Bearbeitet von DJ_Cyberdance am 21.04.2004, 00:36

MightyMaz

hat nun auch einen Titel

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21.04.2004 - 00:51

Zitat
Es gilt bekanntlich das Ohmsche Gesetz R = U / I, um also den Strom gering zu halten, wird die Spannung erhöht

Der Strom wird mehr wennst die Spannung erhöhst und weniger wennst den Widerstand erhöhst.

R = U/I => U=R*I => I=U/R

Is auch irgendwie logisch, die Menge an Wasser die pro Zeit fließt wird ja z.b. auch net weniger wennst den Wasserdruck erhöhst.

Damit überhaupt ein Strom fließt über so lange Strecken und dicke Leitungen und viele Leute, etc., also gegen starken Widerstand halt, braucht man eben die hohen Spannungen sonst kommen die lieben Elektronen ja nie mit dem nötigen "Druck" an wenn jemand den "Wasserhahn" aufdreht

Bearbeitet von MightyMaz am 21.04.2004, 01:35

Epiahatza

Little Overclocker

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24.06.2004 - 14:26

Bei "Hoch"Spannunsleitungen wird hochtransformiert um die Übertragungsverluste zu minimieren wennst mit zuviel Strom drüber fahrst steigt natürlich der thermische Verlustleitung über gesamte Leitungslänge. Abhilfe wären dickere Leitungen => weniger Widerstand
Ist aber nicht kosteneffektiv also versucht ma an weg zum finden in dem Verlustleistung + Kosten für Errichtung sich bei den Elektrizitätsversorgungsunternehmen - EVUs auf dauer bezahlt machen die wollen ja auch was verdienen!

Is schon a paar Jahr her das ich Hochspannungstechnik glernt hab - also wers besser weis bitte ausbessern!

Master99

verträumter realist

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24.06.2004 - 14:57

Zitat von MightyMaz
Der Strom wird mehr wennst die Spannung erhöhst und weniger wennst den Widerstand erhöhst.

R = U/I => U=R*I => I=U/R

ma mightyMaz. prinzipiell hast ja recht, dass der strom sich erhöt bei gleichbleibenden widerstand und höherer spannung. du hast aber nicht gecheckt, WIESO man mit höheren spannungen energieverteilungsnetze betreibt.

es geht um die übertragene Leistung!

P=U*I
d.h. für die gleiche übertragene leistung braucht man bei doppelt so hoher spannung, nur halb soviel strom.
wenn du das noch mit dem vorigen post verknüpfst (verlustleistung = strom^2 * leistungswiderstand)

d.h. weiters -> doppelt so hohe spannung -> 3/4 weniger verlustleistung -> bei gleicher übertragenen wirkleistung

deswegen hab i oben gesagt -> hochspannung deswegen, damit der strom gering bleibt (eben, damit man nit soviele verluste hat)

ENIAC

Do you Voodoo

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24.06.2004 - 16:02

@ Epiahatza

Ja, ja Kurtl! Is zwar schon lange her, aber wenn i mi zurück erinnere sollt des schon passen

Hoch lebe Prof. Jonke

Mfg, Rene

DJ_Cyberdance Here to stay Registered: Jun 2002 Location: Vesterålen Posts: 1838	20.04.2004 - 17:49 Ok... Einfach erklärt - am Borschen Atommodell, ich nehm an, das kennt jeder aus der Schule, ein Atom hat unterschiedlich viele Hüllen und die äußerste Hülle ist mit unterschiedlich vielen Elektronen bestückt. Deren Anzahl bestimmt die elektrischen Eigenschaften des Materials. Wenn alle Elektronen der Hülle eine solche Bindung eingehen und für eine vollständige Bindung weder Elektronen zu viel noch zu wenig sind, dann spricht man von einem Halbleiter. (In einem Leiter sind deutlich mehr Außenelektronen pro Atom vorhanden.) Halbleiter sind 4-wertige Elemente (bzw. Mischungen aus 3- und 5-wertigen Elementen, etwa Galliumarsenit) Diese Elektronen können sich selbstständig nicht weiterbewegen. Durch die Brown'sche Molekularbewegung werden die Elektronen aus ihren Bindungen aber gelöst (losgeschüttelt wenn man so will) und stehen kurze Zeit zum Ladungstransport zur Verfügung, bis sie eine Stelle erreichen, an denen ein anderes losgeschütteltes Elektron fehlt. Je höher nun diese Molekularbewegung ist, desto mehr Elektronen werden frei und desto mehr Strom kann fließen. Die Brownsche Molekularbewegung ist direkt proportional der Temperatur bzw ist eigentlich nichts anderes als thermische Energie. Daher: Im Halbleiter fließt umso mehr Strom, je höher die Temperatur. Im Leiter hingegen sind sowieso zu viele Außenelektronen, dh. es sind nicht alle gebunden und sie stehen immer zum Ladungsträgertransport zur Verfügung. Die Molekularbewegung bremst nun diese Elektronen, dh sie können sich nicht so schnell weiterbewegen. (Vergleich: In einem Labyrinth mit sich bewegenden Wänden ist man auch nicht so schnell wie in einem mit statischen Wänden...) Deswegen nimmt der Widerstand eines Leiters mit der Temperatur zu. Prinzipiell: Je mehr Strom fließt, desto höher die Temperatur, desto höher auch die Verluste. Reine Halbleiter werden übrigens nicht verwendet, die winzigen Bauteile auf Prozessoren entstehen durch n- (zu viele) und p-(zu wenig Elektronen) Dotierung mit 5- bzw. 3-wertigen Atomen. Den Übergang zwischen n und p Gebiet bezeichnet man als pn-Übergang. Ein pnp und npn Übergang ist dann ein Transistor, jenes Bauteil, was einen Prozessor überhaupt erst möglich macht. Ich hoffe das war ausführlich genug, auch wenn sehr viel dazu fehlt... is wirklich sehr vereinfacht, also nicht hauen bitte... :-)
Biber likes sushi Registered: Oct 2002 Location: vorm bildschirm Posts: 925	20.04.2004 - 18:10 @dj_cyberdance ok, du hast jetzt wirklich sehr ausführlich erkärt warum halbleiter besser leiten umso wärmer es wird was wir ja schon wissen aber die antwort auf den thread-titel beantwortet es noch immer nicht mfg biber
Master99 verträumter realist Registered: Jul 2001 Location: vie/grz Posts: 12696	20.04.2004 - 18:23 Zitat von Biber ok, ich verstehe warum ein chip nicht zu heiß werden darf. halbleiter lassen umso mehr strom rinnen umso wärmer es wird, irgendwann zieht der chip dann soviel strom dass die leitungen heiß werden und der chip schmilzt. doch wie läuft es in die anderer richtung? zugegeben ich war etwas ratlos. hat es etwas mit der arbeitsstabilität der transisotren zu tun ähm, laut meinem Verständnis hast du die Chiparchtiktur vollkommen missverstanden! das Silizium fungiert ja als Isolator und wird durch dotierungen leitend gemacht. wennst des prinzip verstanden hast, dann weißt auch die antwort auf deine frage. wenn die temp steigt, wird die leitfähigkeit des halbleiters besser und auf einmal sind mehr freie elektronen da....
LTD frecher fratz Registered: Feb 2001 Location: is where it is Posts: 6334	20.04.2004 - 18:28 NTC PTC - google mal danach! es wird vermutlich absolut nit stimmen g aber ich glaub felsenfest daran das bei höheren temperaturen die elektronen aus ihren bahnen "diffundieren" und somit die spannungsunterschiede ausserhalb der spezifikationen liegen. infolge dessen erhöht sich die anzahl der schaltfehler dramatisch und der prozessor verliert irgendwann den faden! amen
NoTCPA Little Overclocker Registered: Mar 2003 Location: Graz Posts: 110	20.04.2004 - 18:41 Zitat von DJ_Cyberdance Halbleiter sind 4-wertige Elemente (bzw. Mischungen aus 3- und 5-wertigen Elementen, etwa Galliumarsenit) Naja. Neben C, Si, Ge,Sn, zählen aber auch noch B, P,As,Sb S, Se Te und I zu den HL. (Quelle: Grundlagen der Festkörperphysik , Weißmantel& Hamann) Auch das mit den Losschütteln der Elektronen kommt mir etwas strange vor.
fruitloop Addicted Registered: Sep 2003 Location: ist wieder verli.. Posts: 402	20.04.2004 - 18:42 Wie kommts dass noch keiner die thermische Spannung Ut erwähnt hat? esDie Leitfähigkeit der Halbleitermaterialen hängen mit deren thermischen Spannung indirektproportional zusammen (für physik interessierte ein Beispiel: Bipolartransistor: gm= Ic0 / Ut) Die thermische Spannung hängt wiederum direktproportional von der temp. ab ( details: bipolar transistor: Ut = k*T/e) aus diesen zwei einfachen beziehungen folgt schliesslich, dass je höher die Temperatur, desto grösser die thermische Spannung und folglich desto schlechter die Leitfähigkeit des Materials. hth fruitloop
daisho Vereinsmitglied SHODAN Registered: Nov 2002 Location: 4C4 Posts: 19809	20.04.2004 - 18:53 Man könnt auch ganz einfach denken 1. Der Grund warum man kühlt ist der, dass der Chip nicht schmilzt 2. Irgendwann kann man einfach nicht mehr höher takten --> Slew Rate (Rise- und Falltime) z.B. Schaltzeiten in der Spezifikation: Code: `/------\______/------\______ ...` Wenn schneller getaktet wird: Code: `/---\___/---\___ ... (Wobei die Slew-Rate sich ja nicht ändert.)` Und im Extremfall am Grenzwert: Code: `/\/\/\ ... (Das Signal wird, falls noch weiter erhöht wird, abgeschnitten)` Damit das Signal nicht abgeschnitten wird, bzw. um die Steilheit zu erhöhen muss die Spannung erhöht werden. Dann springt die Spannung statt (sagen wir z.B.) 0V auf 5V, von 0V auf 6V (bei CPU's z.B. von 0...1,6V auf 0...1,7V). Die ZEIT, die das Signal zum Anstieg braucht ist zwar noch gleich, aber die z.B. 5V erreicht das Signal schon früher, somit kann man noch ein wenig weitertakten! hmmmm gg
__Luki__ bierernste Islandkritik Registered: Nov 2003 Location: gradec Posts: 2992	20.04.2004 - 19:00 Zitat von DJ_Cyberdance Ok... Einfach erklärt - am Borschen Atommodell, ich nehm an, das kennt jeder aus der Schule, ein Atom hat unterschiedlich viele Hüllen und die äußerste Hülle ist mit unterschiedlich vielen Elektronen bestückt. Deren Anzahl bestimmt die elektrischen Eigenschaften des Materials. Wenn alle Elektronen der Hülle eine solche Bindung eingehen und für eine vollständige Bindung weder Elektronen zu viel noch zu wenig sind, dann spricht man von einem Halbleiter. (In einem Leiter sind deutlich mehr Außenelektronen pro Atom vorhanden.) Halbleiter sind 4-wertige Elemente (bzw. Mischungen aus 3- und 5-wertigen Elementen, etwa Galliumarsenit) Diese Elektronen können sich selbstständig nicht weiterbewegen. Durch die Brown'sche Molekularbewegung werden die Elektronen aus ihren Bindungen aber gelöst (losgeschüttelt wenn man so will) und stehen kurze Zeit zum Ladungstransport zur Verfügung, bis sie eine Stelle erreichen, an denen ein anderes losgeschütteltes Elektron fehlt. Je höher nun diese Molekularbewegung ist, desto mehr Elektronen werden frei und desto mehr Strom kann fließen. Die Brownsche Molekularbewegung ist direkt proportional der Temperatur bzw ist eigentlich nichts anderes als thermische Energie. Daher: Im Halbleiter fließt umso mehr Strom, je höher die Temperatur. Im Leiter hingegen sind sowieso zu viele Außenelektronen, dh. es sind nicht alle gebunden und sie stehen immer zum Ladungsträgertransport zur Verfügung. Die Molekularbewegung bremst nun diese Elektronen, dh sie können sich nicht so schnell weiterbewegen. (Vergleich: In einem Labyrinth mit sich bewegenden Wänden ist man auch nicht so schnell wie in einem mit statischen Wänden...) Deswegen nimmt der Widerstand eines Leiters mit der Temperatur zu. Reine Halbleiter werden übrigens nicht verwendet, die winzigen Bauteile auf Prozessoren entstehen durch n- (zu viele) und p-(zu wenig Elektronen) Dotierung mit 5- bzw. 3-wertigen Atomen. Den Übergang zwischen n und p Gebiet bezeichnet man als pn-Übergang. Ein pnp und npn Übergang ist dann ein Transistor, jenes Bauteil, was einen Prozessor überhaupt erst möglich macht. Ich hoffe das war ausführlich genug, auch wenn sehr viel dazu fehlt... is wirklich sehr vereinfacht, also nicht hauen bitte... :-) Prinzipiell: Je mehr Strom fließt, desto höher die Temperatur, desto höher auch die Verluste. taet das dann heissen, das die leitungen die in der luft rumhaengen heiss sind und strom verloren geht..
Master99 verträumter realist Registered: Jul 2001 Location: vie/grz Posts: 12696	20.04.2004 - 19:06 na Luki, so freileitungen haben NATÜRLICH keine Verluste. lol schau, jeder normaler leiter hat an widerstand (supraleiter aussen vor...) P = I^2 * R d.h. je höher der Strom, desto höher die Verluste, destö höher die Temperatur.... wieso glaubst gibts Hochspg-Leitungen? genau, dass die Ströme so gerring wie möglich sind und deswegen eben auch die oben genannten Verluste so gering wie möglich sind!
Biber likes sushi Registered: Oct 2002 Location: vorm bildschirm Posts: 925	20.04.2004 - 22:39 @master99 eigentlich bin ich jetzt von meinem wissen vom transistor ausgangen. wenn ich amal meinen lehrer zitieren darf: "wennst keinen emitterwiderstand verwendest und es heißer wird dann fließt automatisch mehr strom weil nix den strom begrenzt => der transistor wird no heißer und zieht no mehr strom bis der transistor schmilzt" naja, so ziemlich ähnlich halt daraus hab ich halt das gleiche auf den prozessoren geschlossen weil nun ja, ein chip aus transistoren besteht. btw: wenn du eh schon sagst dass mehr elektronen freigesetzt werden dann bedeutet das ja automatisch das mehr strom vorhanden ist. falls ich jetzt kompleten schaß daherred bitte ich um eine bessere belehrung. mfg biber
DJ_Cyberdance Here to stay Registered: Jun 2002 Location: Vesterålen Posts: 1838	21.04.2004 - 00:33 Zitat von __Luki__ taet das dann heissen, das die leitungen die in der luft rumhaengen heiss sind und strom verloren geht.. Theoretisch ja. Praktisch nein, weil in Freilandleitungen kein hoher Strom fließt - aus genau diesem Grund. Es gilt bekanntlich das Ohmsche Gesetz R = U / I, um also den Strom gering zu halten, wird die Spannung erhöht - Daher sind es auch HochSPANNUNGSleitungen und keine HochSTROMleitungen, die unser Land zieren... Um beim Thema zu bleiben: Man kühlt Prozessoren nicht nur wegen der Gefahr des Schmelzens. Die erwähnte Temperaturspannung führt zum thermischen Durchbruch eines pn-Übergangs (dh das Bauteil kann auch Schaden nehmen dadurch!). Bevor solche Effekte sich bei hochgetakteten Prozessoren auswirken, kommt es durch die vielen freien Ladungsträger zu anderen Effekten: Die Zeit, die zum Umladen parasitärer Kapazitäten benötigt wird, ändert sich genauso wie die Zeiten, um Sperrschichten umzupolen etc. Dadurch ändern sich Delays und Anstiegs/Abfallzeiten der Signalflanken. Wenn man bedenkt, daß die Periodendauer bei 3 GHz nur noch 0,33 Nanosekunden beträgt, kann man sich vielleicht auch vorstellen, daß die Änderung dieser Zeiten die Logik ein wenig durcheinanderbringt. zB kommen Signale nicht mehr rechtzeitig an etc. @NoTCPA: Das mit dem Losschütteln war nur bildlich gesprochen. Tatsächlich lösen sich umso mehr Elektronen von ihren Atomen, je mehr sie sich bewegen - im Halbleiter jedenfalls. Bearbeitet von DJ_Cyberdance am 21.04.2004, 00:36
MightyMaz hat nun auch einen Titel Registered: Feb 2003 Location: .de Posts: 652	21.04.2004 - 00:51 Zitat Es gilt bekanntlich das Ohmsche Gesetz R = U / I, um also den Strom gering zu halten, wird die Spannung erhöht Der Strom wird mehr wennst die Spannung erhöhst und weniger wennst den Widerstand erhöhst. R = U/I => U=RI => I=U/R Is auch irgendwie logisch, die Menge an Wasser die pro Zeit fließt wird ja z.b. auch net weniger wennst den Wasserdruck erhöhst. Damit überhaupt ein Strom fließt über so lange Strecken und dicke Leitungen und viele Leute, etc., also gegen starken Widerstand halt, braucht man eben die hohen Spannungen sonst kommen die lieben Elektronen ja nie mit dem nötigen "Druck" an wenn jemand den "Wasserhahn" aufdreht Bearbeitet von MightyMaz am 21.04.2004, 01:35*
Epiahatza Little Overclocker Registered: Oct 2003 Location: Vienna21 Posts: 71	24.06.2004 - 14:26 Bei "Hoch"Spannunsleitungen wird hochtransformiert um die Übertragungsverluste zu minimieren wennst mit zuviel Strom drüber fahrst steigt natürlich der thermische Verlustleitung über gesamte Leitungslänge. Abhilfe wären dickere Leitungen => weniger Widerstand Ist aber nicht kosteneffektiv also versucht ma an weg zum finden in dem Verlustleistung + Kosten für Errichtung sich bei den Elektrizitätsversorgungsunternehmen - EVUs auf dauer bezahlt machen die wollen ja auch was verdienen! Is schon a paar Jahr her das ich Hochspannungstechnik glernt hab - also wers besser weis bitte ausbessern!
Master99 verträumter realist Registered: Jul 2001 Location: vie/grz Posts: 12696	24.06.2004 - 14:57 Zitat von MightyMaz Der Strom wird mehr wennst die Spannung erhöhst und weniger wennst den Widerstand erhöhst. R = U/I => U=RI => I=U/R ma mightyMaz. prinzipiell hast ja recht, dass der strom sich erhöt bei gleichbleibenden widerstand und höherer spannung. du hast aber nicht gecheckt, WIESO man mit höheren spannungen energieverteilungsnetze betreibt. es geht um die übertragene Leistung! P=UI** d.h. für die gleiche übertragene leistung braucht man bei doppelt so hoher spannung, nur halb soviel strom. wenn du das noch mit dem vorigen post verknüpfst (verlustleistung = strom^2 * leistungswiderstand) d.h. weiters -> doppelt so hohe spannung -> 3/4 weniger verlustleistung -> bei gleicher übertragenen wirkleistung deswegen hab i oben gesagt -> hochspannung deswegen, damit der strom gering bleibt (eben, damit man nit soviele verluste hat)
ENIAC Do you Voodoo Registered: Sep 2003 Location: Klosterneuburg Posts: 1779	24.06.2004 - 16:02 @ Epiahatza Ja, ja Kurtl! Is zwar schon lange her, aber wenn i mi zurück erinnere sollt des schon passen Hoch lebe Prof. Jonke Mfg, Rene

Warum kann man mit tieferen temps höher takten???

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