Ar visa lusto suvartojama galia paverčiama šiluma
Veikiant lustui, dalis tranzistoriaus viduje esančios energijos perjungimo proceso metu paverčiama šilumine energija. Tai sukelia Džaulio kaitinimas, kurį sukelia srovė, einanti per laidininką, ir energijos išsklaidymas, kurį sukelia elektronų ir gardelės sąveika tranzistoriaus viduje. Dėl Moore'o dėsnio nuolatinis tranzistoriaus dydžio mažinimas lemia nuolatinį galios tankio didėjimą, o tai dar labiau padidina lustų temperatūros kilimo problemą.
Lustų energijos suvartojimą galima suskirstyti į statinį energijos suvartojimą ir dinaminį energijos suvartojimą. Dinaminis energijos suvartojimas yra susijęs su lusto tranzistorių perjungimo dažniu, kurį sukelia energijos nuostoliai kondensatoriaus įkrovimo ir iškrovimo procesų metu. Statinės energijos suvartojimas daugiausia susijęs su medžiagos nuotėkio srove, ir net be perjungimo lustas vis tiek sunaudos tam tikrą energijos kiekį. Abiejų tipų energijos suvartojimas galiausiai bus paverstas šiluma.
Didėjant integrinių grandynų tankiui ir spartėjant veikimo dažniui, šiuolaikinių lustų šiluminė problema tapo ypač didelė. Veiksminga aušinimo technologija užtikrina, kad lustai veiktų saugioje temperatūroje, pratęsiant jų tarnavimo laiką ir išlaikant stabilų veikimą. Pagrindiniai vėsinimo būdai yra mechaninis vėsinimas (pvz., aušinimas ventiliatoriumi), laidus vėsinimas (šilumai laidžių medžiagų naudojimas šilumai perduoti į šilumos kriaukle), konvekcinis vėsinimas (oro arba skysčio srautas šilumai pašalinti) ir spindulinis vėsinimas (šilumos spinduliavimas aplinką per elektromagnetines bangas). Įvairių aušinimo technologijų pasirinkimas ir dizainas turi būti visapusiškai apsvarstyti, atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip lusto energijos suvartojimo charakteristikos, darbo aplinka ir ekonomiškumas.
Atsižvelgiant į didėjantį šilumos išsklaidymo poreikį, šilumos išsklaidymo technologija taip pat nuolat tobulėja. Tiriami ir taikomi efektyvūs šilumos išsklaidymo sprendimai, tokie kaip mikrokanalinis aušinimas, šilumos vamzdžių technologija, skysto metalo šilumos išsklaidymo. Mikrokanalinio aušinimo technologija padidina šilumos mainų efektyvumą tarp aušinimo skysčio ir lusto paviršiaus, suprojektuodama itin plonus mikrokanalus šalia lusto. Šilumos vamzdžių technologijoje šilumai pašalinti naudojamas darbinio skysčio fazinis perėjimas išgarinimo ir kondensacijos ciklų metu. Skystieji metalai yra laikomi perspektyvia technologija šilumos išsklaidymo srityje dėl didelio šilumos laidumo ir gero sklandumo. Šios pažangiausios technologijos ne tik pagerina šilumos išsklaidymo efektyvumą, bet ir praplečia šilumos valdymo ribas kuriant lustą.
Apibendrinant galima pasakyti, kad beveik visa lusto suvartojama galia galiausiai paverčiama šiluma, o šilumos išsklaidymo technologija yra labai svarbi lusto veikimo stabilumui ir našumui. Ateityje, nuolat tobulėjant lustų technologijoms, šilumos išsklaidymo technologijų naujovės taip pat taps svarbia tyrimų kryptimi elektroninės inžinerijos srityje.
