Какие мосфеты на материнской плате лучше
Мосфет ( MOSFET ) — это полупроводниковый полевой транзистор с оксидом металла (metal oxide semiconductor field effect transistor). В мире ПК эти электрические компоненты находятся на материнской плате настольного компьютера или ноутбука, а также на блоке питания.
В этой небольшой статье мы попытаемся разобраться что такое мосфеты (mosfet), а также выясним где они используются.
Мосфеты и блоки питания
Мосфеты делают то же самое и в блоках питания. Они используются в преобразователях и цепях регуляторов для коммутации в импульсных источниках питания (SMPS).
В SMPS энергия извлекается из розетки перед ее разбиением на небольшие пакеты, а мосфеты работают переключателями. Затем эти пакеты передаются через конденсаторы, индукторы и другие электрические компоненты, способные накапливать энергию. В конце концов, пакеты сливаются в один для получения стабильного электропитания.
Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
Как они работают
Мосфеты напоминают выключатели, которые включаются и выключаются по сигналу интегральной микросхемы (ИС), называемой ШИМ-чипом/контроллером. Мосфеты быстро включаются и выключаются, что позволяет пропускать большой ток короткими очередями. Это, наряду с другими частями VRM, управляет напряжением, посылаемым на другие комплектующие.
Для охлаждения мосфетов во время экстремальных разгонов, энтузиасты часто используют водяное охлаждение.
Мосфеты на материнской плате
На ПК мосфеты образуют VRM (модуль регулятора напряжения), который контролирует, сколько напряжения получают комплектующие на материнской плате, такие как процессор или видеокарта.
П роцессоры и видеокарты, имеют строгое рабочее напряжение, и VRM не допус кает его превышения. Мосфеты важны для работы VRM и влияют на количество тепла, выделяемого VRM во время работы. Мосфеты могут довольно сильно нагреется, если вы используете мощную видеокарту. Р адиатор материнской платы охлаждает мосфеты и, следовательно, VRM. Помимо обеспечения стабильности и безопасности всей системы в целом, охлаждение мосфетов важно для любого разгона.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
Ну вот, такую фишку замечательную придумал, а тут - убрать . С замутненным мозгом лучше ничего не трогать, особенно технику . А для пьянок-гулянок контроллер и рг Никитина не нужны, там и потенциометра хватит. От индукционного вообще ужас. Осликом что-то смотреть с таким включенным паяльником бесполезно. А некоторые люминесцентные энергосберегайки в настольной лампе могут давать ложные срабатывания ДУ - светик мигает. У меня запитан контроллер, рг, селектор и защита с двумя парами, нов режиме одной АС. Поэтому включаются 4 реле. Не заметил, чтобы трансформатор сильно грелся. Буду слушать усилитель - посмотрю что там с температурой.
@квант71 Т4 открывается нулём. Здесь проблем нет. А закроется резистором R14, тоже не вижу проблем. Ну и, R15 тоже лишний.
Не кажется. Рассеиваемая вых мощность на предвыходных транзисторах зависит от сопротивления нагрузки, Ку вых. транзисторов и мгновенного значения вых. мощности. Кроме того, модель не отражает в полной мере того, что есть в действительности. Нагрузка 3 Ом: В тоже самое время, рассеиваемая на транзисторах КУНа не зависит ни от чего, кроме напряжения питания. Указанные в схеме транзисторы, способны по паспорту рассеивать до 625 мВт тепла. В схеме на них рассеивается менее 250 мВт. Радиатор им не требуется, более мощные транзисторы тоже не особо. Не для этой схемы точно. Не та концепция.
а я всегда отвечаю: чем глупее вопрос - тем под стать ему ответ . тебе выше был дан совет - ты его проигнорировал и как армянский комсомолец три дня искал питание проца закороченное . элементарщина уровня ясель детского сада в ремонте . ну а на блюде - я не подаю.
Подводя итоги по этой схеме.. Значительно увеличил резисторы R4, R5, R9, R10 - одинаковый номинал, примерно 20-60 кОм, резисторы R1, R3 - в пределах 10-40 кОм. Во-первых, фаза на выходе уже регулировалась, но сам фильтр по номиналам был неправильно настроен на полосу пропускания (нужен перерасчет фильтра). Во-вторых, исчезли искажения формы сигнала на выходе. В-третьих, увеличение R1 и R3 лучше "развяжет" фильтры между собой и увеличит их сопротивление на высоких частотах. Таким образом, мой вывод таков: чтобы схема работала, нужно рассчитать эти пассивные полосовые фильтры. На скриншоте схема фильтра, который нужно рассчитать. В собственном варианте принципиальной схемы фильтра добавлены R2 и C2, но они никак не влияют на его характеристики. Как уже писал, задумка в том, чтобы регулировать фазу на определенной частоте. Без фазовращения не было бы стерео эффекта, а это уже гораздо интереснее чем просто стерео. Как рассчитать этот фильтр?
Я занимался ее изучением в статье:
/blog/Syrexfx
Все замеры температур проходили на номинальных частотах, без вольтмодов.
При открытом корпусе. Температура в помещении 26 градусов.
Карта нагружалась программой FurMark build 1.5.0 заботливо переименованной
Тестирование
Тип корпуса MOSFET DPAK
Тип MOSFET
Самый распространенный, пожалуй, тип корпуса.
Особенность в том, что теплоотвод находится со стороны припаиваемой к плате.
И так крепим термопару к самой подложке мосфета, дабы измерить температуру максимально близко к кристаллу, а не температуру корпуса
(кликните по картинке для увеличения)
MOSFET Measure
И замеряем температуру в простое и под нагрузкой бублика в режиме Stability test. Результат 36градусов в простое и 71 под нагрузкой в течении 10минут.
При этом температура плавала в зависимости от FPS на экране от 68градусов до 71.
Теперь изготавливаем радиатор. В качестве донора в закромах был найден кулер от PII:
(кликните по картинке для увеличения)
Cooler PII Celeron
Распилен на пополам и отшлифован. В качестве крепежа выбрана прижимная пластина от самого кулера и из медной проволоки изготовлено два крючка
(кликните по картинке для увеличения)
Отверстия в плате использованы заботливо сделанные производителем
мосфеты намазаны термопастой КПТ-8
и установлен радиатор
Прижим оказался достаточно сильным и радиатор не шевелился.
И так запускаем комп и что мы видим:
В простое 36 то есть без изменений, а вот под нагрузкой наблюдалась такая картина, после двух минут температура начала переваливать за 71 градус и я напротив радиатора установил карлосон GlacialTech SilentBlade 92x92, 2500rpm.
что не изменило ситуацию и через 4 минуты, и 78градусов карта повисла, и сработал VPU Recover. На этом я закончил тестирование, снял радиатор и сделал вывод.
Так как при типе корпуса DPAK и IPAK тепло все передается на подложку, а подложка припаяна к PCB. Значит, основным рассеивателем тепла выступает сама плата. После установки радиатора воздух перестал обдувать плату, и она стала перегреваться, а так как к радиатору тепло шло от кристалла мосфета через его корпус являющийся, по сути, диэлектриком и теплоизолятором, радиатор не способен был охладить мосфет, что привело к его перегреву.
Можно привести, к примеру, ситуацию, где кулер процессора был прикреплен к обратной стороне материнской платы, результат очевиден перегрев и быстрый выход из строя.
Дополнение
Так как моя статья вызвала достаточно большой общественный резонанс, и возникло несколько вопросов, я дополнил ее еще одним тестом.
В форуме появилось мнение о том что в данном случае нужно было использовать не один массивный радиатор, а несколько индивидуальных, чтобы не вызвать застоя воздуха. И так, проверим данное утверждение.
На распил был выбран очередной радиатор
Радиатор GF FX5200
и распилен на маленькие кусочки. Сказать что это было трудно, это ничего не сказать потом ребра каждого радиатора были разведены для лучшей продуваемости.
Индивидуальные радиаторы
Так как тесты Stability Test в бублике лично у меня вызывают ужасные мысли о быстрой кончине моей карты, я напротив мосфетов поставил карлосон GlacialTech SilentBlade 92x92, 2500rpm.
На мосфеты установлена термопара и сделаны замеры. Итог 35градусов в простое и 69 после 10минут нагрузки. При этом температура плавала в зависимости от FPS на экране от 67 градусов до 69.
Потом была собрана следующая конструкция
(кликните по картинке для увеличения)
Готовая конструкция
Радиаторы приклеены на КПТ-8 и супер клей, пару капель по краям. Клей АлСил-5 не стал использовать, чтобы в дальнейшем имелась возможность отодрать радиаторы в случае нужды.
И так очередные замеры 34-35 градусов в простое (температура колебалась) и после 10 минут Stability Test'a 67 градусов! Выигрыш 1 градус в простое и 2 градуса под нагрузкой и это при дующем вентиляторе 92x92! Это конечно ЗНАЧИТЕЛЬНО более хороший результат, чем при использовании одного радиатора накрывающего все мосфеты одновременно, НО! Стоит ли геморрой свеч?(не удержался от этого слова) Как всегда решать вам
Любой, кто разбирал компьютер, видел как много различных элементов на материнской плате, в этой статье я постараюсь кратко описать и показать основные компоненты, устанавливаемые на материнские платы современных компьютеров.
Или мосфет. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора - изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.
Резистор - это пассивный элемент радиоэлектронной аппаратуры, предназначенный для создания в электрической цепи требуемой величины электрического сопротивления, обеспечивающий перераспределение и регулирование электрической энергии между элементами схемы.
Электролитические конденсаторы схожи с аккумуляторами, но в отличии от которых выводят весь свой заряд в крошечные доли секунды. Используются, чтобы выровнять напряжение или блокировать постоянный ток в цепи.
Керамические SMD, танталовые, ниобиевые и др. Лучше для электроники, которая не требует высокой интенсивности работы.
Светодиод (LED). В основном LED - крошечные лампочки.
Катушки и индуктивности
Индуктор (дроссель) - обмотка провода, катушка, используется для смягчения скачка тока при запуске. Зачастую стоят перед процессором.
Генератор тактовых частот.
Генератор тактовых частот (клокер) — устройство, формирующее тактовые частоты, используемые на материнской плате и в процессоре.
Кварц перемещает энергию назад и вперед между двумя формами в равные доли времени. Задаёт частоту работы всей электрической схемы.
SuperIO (SIO, MultiIO, MIO, "мультик").
Третья по значимости и размеру микросхема на материнской плате – после мостов. Отвечает за порты ввода-вывода (COM, LPT, GamePort, инфракрасный порт, PS/2 для клавиатуры и мыши и др.). Является микроконтроллером (выполняет часть прошивки биос), выродился из контроллера клавиатуры, но в современных платах выполняет множество важных функций. Он например мониторит сигналы с Шим и когда убедится что всё ОК с питанием - даёт южному мосту команду "нажали на вкл, запускайся", ещё он управляет режимами S0-S5. На текущий момент это его основной функционал, а функции ввода - вывода - отмирающий придаток. Зачастую обладает дополнительным функционалом:
встроенный Hardware Monitoring
контроллер управления скоростью вентиляторов
интерфейс для подключения CompactFlash-карт.
ШИМ-контроллер (от Широтно-Импульсная Модуляция) - главная микросхема, управляющая напряжением на материнской плате.
Мосты (северный и южный).
Северный мост (MCH).
Одним из основным составляющим компонентом материнской платы будь то компьютера либо ноутбука является Северный мост (англ. Northbridge; в отдельных чипсетах Intel, также — контроллер-концентратор памяти с английского Memory Controller Hub)
MCH является системным контроллером чипсета на материнской плате платформы x86, к которому в рамках организации взаимодействия подключено следующие оборудование:
1. через Front Side Bus — микропроцессор, если в составе процессора нет контроллера памяти, тогда через шину контроллера памяти подключена— оперативная память.
2. через шину графического контроллера — видеоадаптер (в материнских платах нижнего ценового диапазона, видеоадаптер часто встроенный. В таком случае северный мост, произведенный Intel, называется GMCH (от англ. Chipset Graphics and Memory Controller Hub).
Название чипа как «Северный мост» можно объяснить представлением архитектуры чипсета в виде карты. В результате процессор будет располагаться на вершине карты, на севере
Исходя из назначения, северный мост определяет параметры (возможный тип, частоту, пропускную способность):
- системной шины и, косвенно, процессора (исходя из этого — до какой степени может быть разогнан компьютер);
- оперативной памяти (тип — например SDRAM, DDR, DDR2, её максимальный объем);
Во многих случаях именно параметры и быстродействие северного моста определяют выбор реализованных на материнской плате шин расширения (PCI, PCI Express) системы.
В свою очередь, северный мост соединён с остальной частью материнской платы через согласующий интерфейс и южный мост. Когда технологии производства не позволяют скомпенсировать возросшее, вследствие усложнения внутренней схемы, тепловыделение чипа, современные мощные микросхемы северного моста помимо пассивного охлаждения (радиатора) для своей бесперебойной работы требуют использования индивидуального вентилятора или системы жидкостного охлаждения, что в свою очередь увеличивает энергопотребление всей системы и требует более мощного блока питания.
Минуя северный мост согласно нашей схеме двигаясь на юг на материнской плате расположен южный мост.
Южный мост ( ICH)
Южный мост (от англ. Southbridge) (функциональный контроллер), также известен как контроллер-концентратор ввода-вывода (от англ. I/O Controller Hub, ICH).
Обычно это одна микросхема, которая связывает «медленные» (по сравнению со связкой «Центральный процессор-ОЗУ») взаимодействия (например, Low Pin Count, Super I/O или разъёмы шин для подключения периферийных устройств) на материнской плате с ЦПУ через Северный мост, который, в отличие от Южного, обычно подключён напрямую к центральному процессору.
Если взять функциональность, то южный мост включает в себя:
- контроллеры шин PCI, PCI Express, SMBus, I2C, LPC, Super I/O;
- PATA (IDE) и SATA контроллеры;
- часы реального времени (Real Time Clock);
- управление питанием (Power management, APM и ACPI);
- энергонезависимую память BIOS (CMOS);
- звуковой контроллер (обычно AC'97 или Intel HDA).
Опционально южный мост также может включать в себя контроллер Ethernet, RAID-контроллеры, контроллеры USB, контроллеры FireWire, аудио-кодек и др. Реже южный мост включает в себя поддержку клавиатуры, мыши и последовательных портов, но обычно эти устройства подключаются с помощью другого устройства — Super I/O (контроллера ввода-вывода).
Поддержка шины PCI включает в себя традиционную спецификацию PCI, но может также обеспечивать и поддержку шины PCI-X и PCI Express. Хотя поддержка шины ISA используется достаточно редко, она все таки является неотъемлемой частью современного южного моста. Шина SM используется для связи с другими устройствами на материнской плате (например, для управления вентиляторами). Контроллер DMA позволяет устройствам на шине ISA или LPC получать прямой доступ к оперативной памяти, обходясь без помощи центрального процессора.
Контроллер прерываний обеспечивает механизм информирования ПО, исполняющегося на ЦПУ, о событиях в периферийных устройствах. IDE интерфейс позволяет «увидеть» системе жёсткие диски. Шина LPC обеспечивает передачу данных и управление SIO (это такие устройства, как клавиатура, мышь, параллельный, последовательный порт, инфракрасный порт и флоппи-контроллер) и BIOS ROM (флэш).
APM или ACPI функции позволяют перевести компьютер в «спящий режим» или выключить его.
Системная память CMOS, поддерживаемая питанием от батареи, позволяет создать ограниченную по объёму область памяти для хранения системных настроек (настроек BIOS).
Меню настроек Bios.
Северный и южный мосты материнской платы вкупе составляют одно целое устройство управления всей системой так сказать глаза, уши, руки ЦП. Вкупе эти два чипа называются – чипсет.
Чипсет (англ. chipset) — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП), ввода-вывода и других. Чипсеты так можно встретить и в других устройствах, например, в радиоблоках сотовых телефонов.
Чаще всего чипсет современных материнских плат компьютеров состоит из двух основных микросхем северного и южного моста (иногда объединяемых в один чип, т. н. системный контроллер-концентратор (англ. System Controller Hub, SCH):
Иногда в состав чипсета включают микросхему Super I/O, которая подключается к южному мосту по шине Low Pin Count и отвечает за низкоскоростные порты: RS232, LPT, PS/2.
Существуют и чипсеты, заметно отличающиеся от традиционной схемы. Например, у процессоров для разъёма LGA 1156 функциональность северного моста (соединение с видеокартой и памятью) полностью встроена в сам процессор, и следовательно, чипсет для LGA 1156 состоит из одного южного моста, соединенного с процессором через шину DMI.
Создание полноценной вычислительной системы для персонального и домашнего компьютера на базе, состоящих из столь малого количества микросхем (чипсет и микропроцессор) является следствием развития техпроцессов микроэлектроники развивающихся по закону Мура.
В создании чипсетов, обеспечивающих поддержку новых процессоров, в первую очередь заинтересованны фирмы-производители процессоров. Исходя из этого, ведущими фирмами (Intel и AMD) выпускаются пробные наборы, специально для производителей материнских плат, так называемые англ. referance-чипсеты. После обкатки на таких чипсетах, выпускаются новые серии материнских плат, и по мере продвижения на рынок лицензии (а учитывая глобализацию мировых производителей, кросс-лицензии) выдаются разным фирмам-производителям и, иногда, субподрядчикам производителей материнских плат.
Список основных производителей чипсетов для архитектуры x86: Intel, NVidia, ATI/AMD: (после перекупки в 2006 году ATi вошла в состав Advanced Micro Devices), Via, SiS
Микропроцессор (ЦП)- является полным механизмом вычисления.
BIOS (Basic Input-Output System) микросхемы основной системы ввода/вывода.
Технология Dual Bios на материнских платах производства Gigabyte. В случае сбоя основного bios его можно восстановить из резервной микросхемы.
Батарейка CMOS. Служит для хранения настроек BIOS и для поддержания системного времени в актуальном состоянии.
Аудиокодек (англ. Audio codec; аудио кодер/декодер) — компьютерная программа или аппаратное средство, предназначенное для кодирования или декодирования аудиоданных.
Сетевой контроллер (Onboard LAN).
Сетевой контроллер (Onboard LAN) представляет собой отдельную микросхему. Как и в случае с аудио кодеком при выходе из строя может сильно греться. Ремонтируется так же заменой или демонтажем.
Иногда, при неисправности внуренней сетевухи или звуковухи компьютер может не стартануть вводя в ступор южник. Можно починить материнскую плату просто отпаяв микросхему и как правило с вероятностью 80% компьютер заводится и тогда отключив в BIOS
сеть и/или звук и вставив внешнюю плату можно пользоваться компьютером без опаски.
Мосфеты — разновидность полевых транзисторов, очень полезная штука, если правильно его подобрать, подключить и использовать. Я их люблю применять в поделках. Маломощные в основном для экономичности потребления тока, мощные для коммутации амперных нагрузок и для силовых ключей в ШИМ- схемах и генераторах.
В отличие от простых биполярных транзисторов управляются они не током а напряжением. Управляющий электрод — затвор по сути является одним контактом простого неполярного конденсатора малой емкости.
В логических пятивольтовых схемах очень хорошо применять "логические" мосфеты — транзисторы, которые управляются напрямик с ножек микроконтроллера.
При подборе и выборе мощного мосфета нужно учитывать его основные параметры, это максимальное напряжение на его ножках, сопротивление между входом и выходом в открытом состоянии и напряжение на затворе, достаточное полностью открыть мосфет. Для логических мосфетов это напряжение в основном чуть ниже пяти вольт.
При подключении мощных нагрузок на первый план выступает проходное сопротивление сток — исток в открытом состоянии. Чем больше коммутируемый ток — тем важнее этот праметр. В даташитах этот параметр всегда на первой странице отдельной строкой.
Чем меньше этот параметр, тем меньше тепла будет выделяться мосфетом при работе. Даже небольшое изменение этого параметра приводит к большим разностям в выделении тепла.
Для примера я собрал тестовую схему:
Для замеров я использовал два мультиметра. Напряжение на затвор от нуля до максимума я подавал через проволочный многооборотный резистор СП5-3. Подопытным транзистором был 2SK3918.
Вот таблица замеров:
Данные конечно получились не совсем точные, но для общего сведения пойдет.
Пояснения:
GS — напряжение между затвором и минусом схемы, которое поступает с подстроечного резистора
DS — напряжение падения на транзисторе.
I — ток нагрузки — лампочки.
Далее применив Закон Ома вычислилась мощность W и сопротивление R. Вот это сопротивление и указывается в даташитах. Красным отмечена слишком большая мощность нагрева транзистора — мосфет полностью не открыт.
При использовании в качестве мощных ШИМ-ключей для регулировки яркости светодиодов и ламп нельзя задирать частоту импульсов высоко. Достаточно держать её чуть выше 50 Герц. Например така частота у штатных панелей приборов оптитрон и у штатных ДХО из ламп дальнего света " в пол накала" в тойотах. Если использовать более высокие частоты (килогерцы и выше) затвор мосфета начинает хорошо проводить ток и для раскачки его необходимо усложнять схему или использовать специальные драйверы.
Как показала практика мосфет 2SK3918 спокойно без радиатора в воздухе выдерживает 60-ти ватовую лампочку, оставаясь слегка теплым при напряжении на затворе в пять вольт. При подключении ШИМ генератора со скважностью 30-50% вообще холодный.
Читайте также: