Studenci zapoznają się ze zjawiskami termicznymi występującymi w układach elektronicznych. Omówione zostaną procesy generacji i wymiany ciepła w strukturach półprzewodnikowych, a także przedstawiona zostanie metoda opisu matematycznego ww. zjawisk przy pomocy cząstkowego równania różniczkowego przewodnictwa cieplnego. W szczególności dokonana zostanie analiza otrzymywanych rozwiązań przy różnych warunkach brzegowych oraz ich wpływu na wynikowy rozkład temperatury w układzie. Odrębna część wykładów poświęcona jest wszechstronnemu omówieniu i porównaniu metod rozwiązywania równania przewodnictwa cieplnego, zarówno analitycznych (metoda Fouriera, funkcje Greena, przekształcenia całkowe) jak i numerycznych (metoda różnic skończonych, metoda elementów brzegowych). Omówione też zostaną kompaktowe modele termiczne systemów elektronicznych oraz podstawy konstrukcji nowoczesnych systemów chłodzenia układów elektronicznych. Na koniec omówione są budowa i zasada działania różnego typu czujników temperatury (termopary, termorezystory, termodiody i termotranzystory, detektory promieniowania podczerwonego). Ponadto przedstawione zostaną podstawy fizyczne zjawiska promieniowania termicznego ciał i jego detekcji. Omówione zostaną także problemy konstrukcyjne i technologiczne związane z projektowaniem detektorów promieniowania podczerwonego i kamer termowizyjnych, a także problemy związane z samym wykonywaniem pomiarów, min. ustalenie współczynnika emisyjności, odblaski. Ponadto przedstawiona zostanie problematyka analizy oraz przetwarzania obrazów termograficznych.

Zajęcia laboratoryjne poświęcone będą symulacjom termicznym systemów elektronicznych przy użyciu programów komputerowych wykorzystujących zarówno analityczne jak i numeryczne metody rozwiązywania równania przewodnictwa cieplnego. Ponadto studenci wykonają pomiary temperatury rzeczywistych układów elektronicznych przy użyciu różnego typu czujników, a także zapoznają się z podstawowymi problemami pomiaru temperatury w podczerwieni, takimi jak: dobór odpowiednich filtrów, ustalenie współczynnika emisyjności, analiza i przetwarzania cyfrowe termogramów.

Numeryczne symulacje termiczne układu elektronicznego.

Rozkład temperatury na powierzchni układu.

Pomiar termograficzny temperatury układu.

Analiza widma odpowiedzi temperaturowej.