Греется транзистор на материнской плате
Обновлено: 04.07.2024
2 Ом и токе 5А транзистор греется, но не сильно, а на радиаторе можно сказать вообще не греется. При снижении сопротивления нагрузки до 0,7 Ом транзистор начинает греться довольно таки сильно, на тех же 5А. Т.е., насколько я понимаю, сопротивление нагрузки стало меньше и на ней стало рассеиваться меньше мощности, а на транзисторе, соответственно больше. Но ведь сопротивление транзистора в открытом состоянии порядка 0,004 Ом. Стало быть транзистор не полностью открывается что ли? И еще заметил, что при включении нагрузки напряжение на затворе транзистора (которое, соответственно приходит с ноги драйвера) проседает. Не могу точно сказать на сколько, т.к. напряжение подаю импульсное, а осцилла нету. но если мерить среднее значение мультиметром, то при максимальной скважности проседает примерно на 0, 04 В. Вроде бы не много, но как-то настораживает.
на тех же 5А. Т.е., насколько я понимаю, сопротивление нагрузки стало меньше и на ней стало рассеиваться меньше мощности, а на транзисторе, соответственно больше.Увеличилась амплитуда импульса тока при уменьшении длительности импульса для того же среднего тока 5А. 12/0,7=17А, Аднако.
Какая частота переключения? (меньше фронтов, меньше нагрев, 32 Ом уменьшить нельзя. )
JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет - любой!
а). R = 2+0,004, P = 71,86 Вт, делится пропорционально - на нагрузке 71,72 Вт, на ключе 0,14 Вт
б). R = 0,7+0,004, P = 204 Вт, делится пропорционально - на нагрузке 202,84 Вт, на ключе 1,16 Вт. всего-то в семь раз
Это было посчитано при питании от идеального источника напряжения.
5 А от 12 В получаются при полном сопротивлении 2.4 ом, вычитаем нагрузку и ключ, остаётся внутреннее сопротивление источника При снижении сопротивления нагрузки до 0,7 Ом. на тех же 5А А теперь внутреннее сопротивление источника уже 1.8 ом, по сравнению с нагрузкой 0.7 ом.Слющай надо различать мгновений ток и средний за период, дааа? Среднего за период тибе нада сыбе самщитай да! То амперы и это амперы, какая в попу разница. Тестором с радиорынка.
Не хочешь предлагать чужим людям посравнивать твоих личных крокодилов с какими-то примерно чемоданами - сравнивай их самостоятельно: либо в статике, либо на одинаковом ампераже одинаковой скважности.
Разводку полезно сразу показывать. Фотографией.
Особенно когда сам не ощущаешь, что такое десятки ампер рядом с миллиомами. когда это просто нарисованные на схеме цифры.
Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет
Фронты посмотреть в лом? При большом времени переключения , больше рассеиваемая мощность.Приглашаем всех желающих 25/11/2021 г. принять участие в вебинаре, посвященном антеннам Molex. Готовые к использованию антенны Molex являются компактными, высокопроизводительными и доступны в различных форм-факторах для всех стандартных антенных протоколов и частот. На вебинаре будет проведен обзор готовых решений и перспектив развития продуктовой линейки. Разработчики смогут получить рекомендации по выбору антенны, работе с документацией и поддержкой, заказу образцов.
Слющай надо различать мгновений ток и средний за период, дааа? Среднего за период тибе нада сыбе самщитай да!5А это средний за период.
Навигационные модули позволяют существенно сократить время разработки оборудования. На вебинаре 17 ноября вы сможете познакомиться с новыми семействами Teseo-LIV3x, Teseo-VIC3x и Teseo-LIV4F. Вы узнаете, насколько просто добавить функцию определения местоположения с повышенной точностью благодаря использованию двухдиапазонного приемника и функции навигации по сигналам от MEMS-датчиков. Поработаем в программе Teseo Suite и рассмотрим результаты полевого тестирования.
Какая частота ШИМа ? Может слишком высокая?
То, что компьютерные комплектующие греются во время работы, знают все, но почему именно — это для многих покрыто тайной. А ведь процессор размером меньше пластиковой карты может разогреваться не хуже сковородки на огне. Откуда же берется столько тепла?
Строительный кирпичик микроэлектроники
В основе практически всей схемотехники лежит фундаментальное изобретение — транзистор. Что же это за элемент? Для лучшего понимания проведем аналогию с окружающим миром. Все живое и неживое состоит из атомов. Это своеобразные кирпичики, из которых природа построила окружающий мир. Атомы объединяются в сложные молекулы, они в свою очередь формируют клетки. Далее идут ткани, органы и организмы.
Аналогичную параллель можно провести и в схемотехнике, только вместо атомов здесь транзисторы. Из них были созданы логические элементы (AND, OR, NOT и другие), с помощью которых люди научились оперировать «1» и «0». На базе логических элементов появились более сложные устройства — регистры, мультиплексоры, дешифраторы, АЛУ (арифметико-логическое устройство) и так далее. Следующим усложнением стали интегральные схемы (МИС — малые, СИС — средние, БИС — большие и СБИС — сверхбольшие).
Почему мы затрагиваем именно транзисторы? Вот вам интересный факт: в процессорах Ryzen Threadripper 3960X и 3970X «упакованы» целых 3,8 миллиарда транзисторов. Согласно данным с презентации Nvidia в новой GeForce RTX 3090 кристалл включает 28 миллиардов транзисторов!
Теперь представьте, что каждый из них выделяет небольшое количество тепла. В масштабах одного элемента это мизерное значение, но когда дело доходит до миллиардов, мы получаем температуры в 100 и больше градусов.
Ранее, когда число транзисторов не превышало миллиона, тепловыделение не было проблемой. Именно поэтому старые процессоры (Intel 8008, Intel 386) и видеокарты даже не комплектовались пассивным и, тем более, активным охлаждением. Однако в современных процессорах количество транзисторов неумолимо растет каждые 18 месяцев в два раза (если считать закон Мура действительным), поэтому от выделяющегося тепла никуда не деться. И его нужно отводить.
Как устроен транзистор
Транзисторы используются в микросхемах для управления электрическим током. Условно компонент можно сравнить со смесителем. Легким движением руки мы можем управлять напором воды и ее температурой. Аналогично и здесь: у транзистора есть три основных вывода: база, эмиттер и коллектор.
Для управления используется база, на которую подают небольшое напряжение и меняют выходные параметры на коллекторе. Насколько большими величинами можно управлять — все зависит от коэффициента усиления конкретного транзистора.
Если говорить о биполярных транзисторах, то в них используется три слоя проводника: PNP positive-negative-positive) или NPN (negative-positive-negative). Условно говоря, это два диода соединенные между собой конкретными сторонами.
Принцип работы транзистора достаточно простой. При подключении источника питания между коллектором и эмиттером электроны начинают скапливаться у коллектора. Однако ток не сможет идти, поскольку замыканию цепи мешает прослойка базы (обозначена красным на рисунке ниже).
При подключении небольшого напряжения между базой и эмиттером электроны начинают «насыщать» базу, и когда места не останется, оставшиеся электроны просачиваются к эмиттеру и цепь замыкается. Транзистор считается открытым.
Итог — изменениями небольшого тока база-эммитер можно усиливать и управлять током в коллектор-эммитер.
Естественно, работа в теории — это одно. На практике происходят вещи, которые и приводят к выделению тепла. Давайте рассмотрим их подробнее.
Переключения транзисторов
При работе затвор транзисторов открывается и закрывается миллиарды раз в секунду. Процесс напоминает зарядку очень маленького аккумулятора. Чтобы открыть затвор для протекания электронов, нужно зарядить этот мини-аккумулятор до определенной величины. Закрытие затвора выполняется путем «сброса» напряжения на землю.
Как раз в ходе этого сброса электрическая энергия превращается в тепловую. Естественно, чем больше переключений за единицу времени, тем горячее будет кристалл. Именно поэтому при разгоне с увеличением частоты до 6–8 ГГц оверклокеры используют жидкий азот. Транзисторы выделяют так много тепла от переключений, что другие способы их остудить просто неэффективны.
Мощность короткого замыкания
Большинство микросхем выполнены по технологии CMOS (К-МОП; комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник). Одна из особенностей этой технологии — ток никогда не попадает прямым путем на землю. Однако появляется другая проблема.
В логических элементах используются пары транзисторов, которые переключаются синхронно. Когда первый закрыт, второй открывается и наоборот. Это напоминает работу двухцветного светофора. Оба сигнала никогда не загораются одновременно и переключаются попарно.
Однако имеется небольшой промежуток времени в момент переключения обоих транзисторов. Именно в этот момент ток попадает на землю. Каким бы быстрым не было переключение, избавиться от переходного момента невозможно физически. Как и в предыдущем случае, количество тепловой энергии зависит от скорости переключения, но в данном варианте уже логических элементов.
Именно по этим причинам увеличение частоты процессора, видеокарты или ОЗУ приводит к наиболее ощутимому тепловыделению.
Ток утечки и ненулевое сопротивление сток-исток
Многие считают, что в выключенном состоянии техника не потребляет никакой мощности. Относительно транзисторов это не так, поскольку даже в выключенном состоянии небольшое количество тока будет протекать. Уменьшение размера транзисторов приводит к тому, что пропорционально уменьшается и изолятор, который не дает электронам двигаться.
Это одна из главных проблем микроэлектроники. Уже практически полностью освоен техпроцесс 5 нм, а компания TSMC, крупнейший производитель полупроводниковых изделий, планирует к 2021 запустить техпроцесс на 3 нм. Можно ли меньше — вопрос затруднительный, поскольку тогда в транзисторах становится все труднее управлять токами, следовательно, и обеспечить работу всей схемы.
Сюда же относится ненулевое сопротивление сток-исток. Проще говоря, у включенного транзистора также имеется небольшое тепловыделение. Как уже было сказано ранее, в масштабах нескольких миллиардов штук эти эффекты и дают температуры, с которыми вынуждены бороться пользователи.
Не стоит забывать и про небольшое сопротивление проводников, которые присутствуют на кристаллах. Они также вносят свой вклад в тепловыделение.
Зачем и как бороться с высокими температурами
Если не охлаждать транзисторы, то они просто выйдут из строя, перегорят. К счастью, спалить современные комплектующие проблематично. В процессорах предусмотрена соответствующая защита Thermal throttling, которая отключит чип при достижении определенной температуры. Видеокарты комплектуются 1–3 вентиляторами, поэтому нагреть их до критических значений будет непросто даже в стресс-тестах.
Еще один важный нюанс — высокие температуры неблагоприятно сказываются на сроке эксплуатации микроэлектроники. Однако каких-либо статистических данных об этом нет. На самом деле эффект ускоренного «старения» на фоне среднего срока службы процессора и видеокарты в 3–8 лет не оказывает ощутимого воздействия. Вы быстрее смените комплектующие на новые, чем они выйдут из строя по причине постоянной работы под высокими температурами.
Узнать о том, какая температура является нормальной для ваших комплектующих вы можете из нашего материала.
Как отводить тепло
Пассивное охлаждение. На чип устанавливается радиатор из материала с высокой теплопроводностью — алюминия или меди. Деталь рассеивает выделяемое тепло в окружающую среду. Плюс — бесшумность, но такое охлаждение не подходит для самых горячих комплектующих. Обычно радиаторы можно найти на чипсете и цепях питания материнских плат, а также планках ОЗУ. Однако выпускаются и «башни» для процессоров с невысоким TPD (выделяемая тепловая мощность).
Активное воздушное охлаждение. Совместно с радиаторами используется один или несколько вентиляторов, которые ускоряют рассеивание. Кулеры устанавливаются на большинство процессоров из среднего и топового сегмента, а также на видеокартах. Системы более эффективные по сравнению с предыдущими, но шумят и создают вибрации, а также требуют питания для вентиляторов.
Водяное охлаждение. В качестве теплоносителя используется специальная жидкость или вода, которая циркулирует по замкнутой системе. Для охлаждения самой жидкости используются все те же вентиляторы. Топовое охлаждение на рынке для самых горячих систем.
Экстремальное охлаждение. В эту категорию входят специальные башни, наполняемые жидким азотом или гелием. Используются только оверклокерами в экспериментах по разгону комплектующих. Жидкий азот имеет температуру в -195.8 градусов по Цельсию, поэтому отлично подходит для охлаждения при экстремальном разгоне.
Естественно, температуры зависят от компоновки комплектующих в системном блоке и числа вентиляторов, поэтому не стоит пытаться вместить высокопроизводительное железо в маленький «душный» корпус.
Заменил полевики на 15N03H
Мама снова завелась, загрузился виндовс. Плата прошла все тесты.
Через день работы началось следующее:
Перезагрузки, синий экран смерти, артефакты на мониторе и дрожащая картинка, иногда просто не включался черный экран все куллера вращяются спикер молчит.
Заметил скачки напряжения питания модулей памяти.
и завышенное напряжение на стоке одного из горячих полевиков 3.3 V, а также завышенное напряжение на затворе 10 V.
Потом мать совсем перестала стартовать.
Снова меняем полевики но в этот раз на PHD45N03 (хотя 15N03H звонятся как рабочие), мама - заводится и наблюдаем картину - постепенно растут напряжения на затворах и стоках транзисторов и кроме того на модулях памяти - доходило до 8 вольт вместо положенных 2,6 замерил напруги у блока питания там завышения по линии 12 доходило до 17 вольт и по 5V тоже было замечено повышение.
Вобщем сказать все напряжения на маме на транзичторах питнаия памяти и южного моста, а также напряжения по линии 12 и 5 вольт росли как на дрожжах.
Я начал грешить на шим процессора типа какой то полевик плохо работает и шим раскачивает чтобы нормализовать питание проца, у БП в это время просадка напряжений и он поднимает их .
Вырубил маму, от паял подозрительные полевики (K3919) со всех трех каналов питания проца. прозвонил схему питания, проверил транзисторы - все оказались рабочими, собрал все назад врубил маму и она вновь заработала на этот раз напруги не росли и все было в норме - почему так не пойму.
разве что картинка на мониторе двоилась, и был свист в блоке питания, подключил хороший БП - все осталось прежним разве что свист по тише стал. (причем свист был характерен в течение нескольких секунд после длительного простоя мамы 30 минут, если же маму выключить и минут через 5 - 15 включить снова, то все нормально никакого свиста нет и картинка не двоится, тока полевики горячие причем - как тока прекращался свист картинка стабилизировалась т.е. свист всегда сопровождался искажением картинки на мониторе)
Заменил все электролиты картинка на мониторе стала нормальной, напряжения в норме на всех транзисторах, но теперь не прекращающийся свист БП, и горячие полевики, горячие они на столько что палецем можно держать секунды 4, а дольше - обжигает
Это первый мой ремонт мат платы так что прошу сильно не пинать.
На фотографии я обвел эти полевики красным кругом тот транзистор который ближе к слотам памяти имет следующие напряжения 2.4 V на стоке, 4.5 V на затворе 3,3 V на истоке.
Транзистор что блике к слоту АГП На стоке 1.5V на затвре 3,4 V на истоке 2,4 v то есть получается, что сток и исток этих транзисторов соединены.
Я думал что греются они по причине завышенных напряжений но сейчас все напряжения в норме.
Это вроде мультиконтроллер, даже если найдешь рабочую микросхему такую же точь в точь на каких нибудь донорских материнках и перепаяешь, вряд ли материнка запустится, потому что этот чип нужно прошивать под данную материнскую плату, смотри обзоры по ремонту ноутбуков и материнских плат в ютюбе, там есть куча видео как перепаивают эти мультики, их прошивают перед запайкай. Лучше сдай в сервисный центр если материнка не древняя и имеет ценность в наше время, если материнская плата древняя ( Соккет 775, АМ2, АМ3 ) то лучше не парься с ним, выкинь его и приобрети что нибудь по современней.
Вот пример на ноутбуке, может и ошибаюсь, на некоторых материнках и не требуется шить но иногда при просмотрах я наблюдаю данную процедуру.
Антон, ты прав, некоторые шить нужно Полный список можно посмотреть в софте прилагаемом к программатору Вертьянова, который для этого и создан. Я имел ввиду часный случай- мульт автора шить не нужно. Если он в кз, смело пусть меняет
Тогда да, автору вообще изи, ему нужно найти такой же чип и перепаять, если действительно как пишет Александр Дудкин что может быть накрыт южный мост ( Хаб ), мультики действительно связаны на прямую с хабом. хотяяя. тогда бы и хаб грелся капитально.
Антон, хаб при чем? Греется мульт - меняй мульт. Он даже в работе греться не должен.
Антон, Шитье есть только у ноутбуков(и то далеко не у всех) и чипов irog/tpu на платах asus. У остальных мульты без необходимости в прошивке
Это мультик, или он сдох или Южный мост, с которым он напрямую связан. По совместимости, многие винбонды совместимы, если точно такую же ревизию не найдёшь, плата заведется, но в bios могут некорректно работал некоторые функции.
Читайте также: