Современная электроника №7/2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 53 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2020 метры сетки самостоятельно. При этом необходимо учитывать, что слишком мелкая сетка повысит точность, но процесс решения задачи может занять довольно много времени и системных ресурсов. Поэтому в общем случае пред- почтительно находить компромисс между скоростью вычислений и точ- ностью решения. В нашем примере задан средний раз- мер элементов сетки (значение Fine поля Element size), который будет при- менён к расчёту всех условий задачи. Генерация сетки выполняется нажа- тием кнопки Build All, размещённой в верхнем левом углу окна настройки (см. рис. 4з). Назначенные параметры моде- ли при выполнении расчёта использу- ются программой в качестве входных данных. Расчёт проекта и анализ полученных результатов Когда все входные параметры опре- делены, можно запустить выполне- ние расчёта проекта, для чего в дереве модели левой кнопкой мыши выделяют элемент Study (Исследование), правой кнопкой вызывают контекстное меню и выбирают в нём пункт Compute (Рас- чёт). По окончании расчёта COMSOL добавит в список Results дерева моде- ли инструменты, которые позволяют выполнить визуализацию полученных результатов, построить графики и оце- нить распределение исследуемых пара- метров на поверхности модели. Исследование распределения электрического потенциала и направления протекания тока в модели транзистора Для оценки электрического потенци- ала на поверхности модели применяют инструмент Electric Potential. Для этого выделяют его в списке Results, правой кнопкой мыши вызывают контекстное меню и выбирают в нём пункт Surface (Поверхность). Затем в окне настроек в верхнем левом углу нажимают кнопку Plot (Построить) для отображения рас- пределения параметра на поверхности модели (см. рис. 6). В правой части гра- фического окна показана шкала элек- трического потенциала, на которой максимальное значение отмечено крас- ным цветом, а минимальное – синим. Для отображения направления проте- кания тока в модели добавим стрелоч- ную диаграмму, для чего воспользуемся командой Arrow Surface контекстного меню элемента Electric Potential. Коли- чество стрелок, их размер и цвет ука- зывают в окне настроек диаграммы в полях Number of arrows, Scale factor и Color соответственно. Исследование нагрева компонентов печатной платы Температуру нагрева транзисто- ра при пропускании заданного тока определяют с помощью элемента Temperature списка Results дерева моде- ли. Картина распределения температу- ры на поверхности модели будет полу- чена после выделения мышью этого элемента. Определение температуры в конкретной точке модели выполня- ют щелчком левой кнопки мыши, после чего значение температуры (Value) и координаты точки (x, y, z) отобразятся в нижней части графического окна на вкладке Evaluation 3D в таблице тесто- вых точек. Соответствие цветов кар- тины температуре показано на разме- щённой в графическом окне шкале. Из рисунка 7 видно, что наибольшее количество тепла (+78 ° С) выделяет корпус транзистора. Такая температу- ра находится в пределах допустимой нормы эксплуатации радиокомпонен- та и не требует применения дополни- тельного охлаждения с помощью вен- тилятора или радиатора. Часть тепла от транзистора отводится по медным трассам. Наиболее «холодный» регион в модели отображается тёмно-красным цветом – это печатная плата. Её темпе- Рис. 5. Добавление нового условия для задачи анализа теплопередачи Рис. 7. Распределение температуры на поверхности модели транзистора Рис. 6. Картина распределения электрического потенциала на поверхности модели транзистора и стрелочная диаграмма направления протекания тока