El término " diodo térmico " puede referirse a:
Un diodo térmico en este sentido es un dispositivo cuya resistencia térmica es diferente para el flujo de calor en una dirección que para el flujo de calor en la otra dirección. Es decir, cuando el primer terminal del diodo térmico está más caliente que el segundo, el calor fluirá fácilmente del primero al segundo, pero cuando el segundo terminal está más caliente que el primero, fluirá poco calor del segundo al primero.
Chauncey Starr fue el primero en observar este efecto en una interfaz de cobre y óxido cuproso en los años 30. A partir de 2002 se propusieron modelos teóricos para explicar este efecto. En 2006 se construyeron los primeros diodos térmicos microscópicos de estado sólido. [1] En abril de 2015, investigadores italianos del CNR anunciaron el desarrollo de un diodo térmico funcional [2] y publicaron los resultados en Nature Nanotechnology . [3]
Los sifones térmicos pueden actuar como un flujo de calor unidireccional. Los tubos de calor que funcionan por gravedad también pueden tener este efecto.
Un dispositivo sensor incorporado en los microprocesadores que se utiliza para monitorear la temperatura de la matriz del procesador también se conoce como "diodo térmico".
Esta aplicación del diodo térmico se basa en la propiedad de los diodos eléctricos de cambiar el voltaje a través de ellos linealmente según la temperatura. A medida que aumenta la temperatura, el voltaje directo de los diodos disminuye. Los microprocesadores que tienen una alta frecuencia de reloj se encuentran con altas cargas térmicas. Para controlar los límites de temperatura se utilizan diodos térmicos. Por lo general, se colocan en la parte del núcleo del procesador donde se encuentra la temperatura más alta. El voltaje desarrollado a través de él varía con la temperatura del diodo. Todas las CPU AMD e Intel modernas, así como las GPU AMD y Nvidia tienen diodos térmicos en el chip. Como el sensor está ubicado directamente en la matriz del procesador, proporciona la mayoría de las lecturas de temperatura locales y relevantes de la CPU y la GPU. Los diodos de silicio tienen una dependencia de la temperatura de -2 mV por grado Celsius. Por lo tanto, la temperatura de la unión se puede determinar haciendo pasar una corriente establecida a través del diodo y luego midiendo el voltaje desarrollado a través de él. Además de los procesadores, la misma tecnología se usa ampliamente en los circuitos integrados de sensores de temperatura dedicados.
Existen dos tipos. Uno utiliza semiconductores , o metales menos eficientes, es decir, termopares , que funcionan según los principios del efecto Peltier-Seebeck . El otro se basa en tubos de vacío y en los principios de emisión termoiónica .
En 2009, un equipo del MIT está trabajando en la construcción de diodos térmicos que convierten el calor en electricidad a temperaturas más bajas que antes. [4] Esto se puede utilizar en la construcción de motores o en la producción de electricidad. La eficiencia de los diodos térmicos actuales es de aproximadamente el 18% en un rango de temperatura de 200 a 300 grados Celsius. [5]