что такое мосфет на видеокарте

Мосфеты — это не конфеты.

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.

Источник

Что такое VRM материнской платы

Содержание

Содержание

VRM (Voltage Regulator Module) является неотъемлемым и одним из важнейших элементов материнской платы, который отвечает за питание центрального процессора. Высокочастотные чипы, такие как ЦПУ компьютера, очень чувствительны к качеству питания. Малейшие неполадки с напряжением или пульсациями могут повлиять на стабильность работы всего компьютера. VRM представляет собой не что иное, как импульсный преобразователь, который понижает 12 вольт, идущие от блока питания, до необходимого процессору уровня. Именно от VRM зависит подаваемое на ядра напряжение.

Принцип работы VRM был описан в более ранней статье, а сейчас мы рассмотрим, из чего состоит подсистема питания процессора.

VRM состоит из пяти основных составляющих: MOSFET-транзисторы, дроссели, конденсаторы, драйверы и контроллер.

Транзисторы

«MOSFET» является аббревиатурой, которая расшифровывается как «Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor». Так что MOSFET — это полевой МОП-транзистор с изолированным затвором.

Дроссели

Дроссели — это катушки индуктивности, которые стабилизируют напряжение. Вместе с конденсаторами они образуют LC-фильтр, позволяющий избавиться от скачков напряжения и уменьшить пульсации. В современных материнских платах дроссели выглядят как темные кубики, находящиеся около МОП-транзисторов.

Конденсаторы

В современных платах твердотельные полимерные конденсаторы уже давно вытеснили электролитические. Это связано с тем, что полимерные конденсаторы имеют намного больший срок эксплуатации. Конденсаторы помогают стабилизировать напряжение и уменьшать пульсации.

Контроллер

Контроллер — чип, рассчитывающий, с каким сдвигом по времени будет работать та или иная фаза. Является «мозгом» всей VRM.

Драйвер

Драйвер — это чип, исполняющий команды контроллера по открытию или закрытию полевого транзистора.

Охлаждение — зачем оно нужно

Существует прямая связь между энергопотреблением процессора и нагревом VRM. Чем больше потребляет процессор, тем больше нагрузка на цепи питания, и, следовательно, больше их нагрев. MOSFET-транзисторы во время работы выделяют значительное количество тепла. Поэтому на них устанавливают пассивное охлаждение в виде радиатора, чтобы избежать перегрева и нестабильной работы. Производители материнских плат начального уровня часто экономят на этом, оставляя цепи питания без охлаждения, что, конечно, не очень хорошо, но не слишком критично, поскольку на подобные материнские платы обычно не ставят топовые процессоры с высоким TDP.

На транзисторы цепей питания можно не ставить охлаждение при условии, что температура во время нагрузки не будет превышать допустимых значений. Поэтому без охлаждения VRM очень нежелательно устанавливать «прожорливые» процессоры. На материнских платах, рассчитанных под оверклокинг, обязательно имеется охлаждение.

В самых топовых платах, помимо обычного радиатора, можно встретить испарительную камеру или водоблок для подключения к контуру СЖО.

Количество фаз

У неопытных пользователей именно эта характеристика зачастую становится ключевой при выборе материнской платы. Производители знают об этом и часто прибегают к различным уловкам. Чаще всего можно встретить использование двойного набора компонентов для одной фазы, что создает видимость большего количества фаз. Количество и характеристики фаз обычно не указываются производителями в расчете на то, что неопытный покупатель увидит много дросселей и купит плату, решив, что «больше — лучше».

Чтобы узнать реальное количество фаз и используемые компоненты, нужно посмотреть характеристики установленного на материнскую плату ШИМ-контроллера в технической спецификации. Количество дросселей далеко не всегда говорит о реальном количестве фаз. Кроме того, стоит учитывать, что некоторые драйверы способны работать в качестве удвоителя фазы. Это позволяет увеличить количество фактических фаз без использования более продвинутого ШИМ-контроллера.

Конфигурация фаз питания

В описаниях материнских плат часто можно увидеть такие обозначения, как 8+2, 4+1, и т. п. Эти цифры означают количество фаз, отведенных на питание ЦПУ и остальных элементов. Например, 8+2 означает, что 8 фаз отведено на питание ядер процессора, а оставшиеся 2 рассчитаны на контроллер памяти.

От количества фаз зависит уровень пульсаций, действующих на процессор. Чем больше фаз, тем меньше пульсаций тока. Большее количество фаз означает большее количество MOSFET-транзисторов в цепи, что положительно сказывается на температурных показателях. Кроме того, чем больше транзисторов, тем легче будет поставить высокое напряжение на ядра, что позитивно скажется на оверклокинге. В большом количестве фаз, по большому счету, имеются только плюсы. Главным и единственным недостатком, пожалуй, является лишь высокая цена.

Источник

Влияние радиатора на MOSFET(дополнена)

Здравствуйте господа! В этой статье я решил проверить такой немаловажный фактор как установка радиатора на MOSFET, будь то видеокарта или материнская плата.
Часто на форумах можно прочитать рекомендации некоторых людей лепить радиаторы на все что не движется, причем они сами, не знают, правы ли они в этом. Я долго думал над данным вопросом и решил его изучит, чтоб помочь другим сделать правильный выбор.
Героем данной статьи выступит видеокарта Palit HD4850, основанная на нереференсной PCB и с максимально упрощенной системой питания для данного типа GPU.
http://www.palit.biz/main/vgapro.php?id=971

Здравствуйте господа! В этой статье я решил проверить такой немаловажный фактор как установка радиатора на MOSFET, будь то видеокарта или материнская плата.
Часто на форумах можно прочитать рекомендации некоторых людей лепить радиаторы на все что не движется, причем они сами, не знают, правы ли они в этом. Я долго думал над данным вопросом и решил его изучит, чтоб помочь другим сделать правильный выбор.
Героем данной статьи выступит видеокарта Palit HD4850, основанная на нереференсной PCB и с максимально упрощенной системой питания для данного типа GPU.
http://www.palit.biz/main/vgapro.php?id=971

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 92×92, 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

Источник

Перегревается VRM видеокарты — причины и как решить

Содержание

Содержание

Бывают случаи, когда видеокарта сбрасывает драйвер, либо изображение может на короткое время исчезнуть при интенсивной игре. Одной из причин такого поведения может быть перегрев VRM видеокарты. О диагностике и путях решения данной проблемы и поговорим.

Что такое VRM

Прежде чем определить причины и пути решения перегрева VRM (регулятора и преобразователя напряжения) видеокарты, следует рассмотреть устройство самой видеокарты. Близится к концу 2021 год, современные видеокарты состоят из нескольких десятков миллионов транзисторов, потребляют до полу киловатта энергии и имеют очень сложные системы охлаждения.

Но так было не всегда. Чтобы выяснить, из каких ключевых элементов состоит видеокарта и как эти компоненты эволюционировали, для примера возьмем видеокарту Nvidia GeForce 7800 GT, которая появилась в далеком 2005 году. Итак, основные составляющие видеокарты:

В середине 2000-х мощные видеокарты имели как правило один разъем питания, а их TDP были менее 100 Вт. Энергопотребление рассматриваемой в качестве примера Nvidia GeForce 7800 GT равнялось тогда всего 65 Вт.

Теперь разберемся, из каких компонентов состоит VRM видеокарты. Для регулировки и преобразования подаваемого напряжения на видеопроцессор и видеопамять используется регулятор питания напряжения или VRM, который состоит из следующих основных компонентов: МОП-транзисторов (их еще называют мосфетами, MOSFET), катушек индуктивности (дросселей) и конденсаторов. Управляет этими элементами ШИМ или PWM контроллер. Более подробно об этих компонентах и принципах их работы можно прочитать в статье «Как работает VRM на материнской плате и видеокарте компьютера».

VRM видеокарт из середины 2000-х обычно насчитывал 1–3 фазы, где на GPU приходилась одна либо две фазы, и одна фаза приходилась на питание видеопамяти. Так как количество потребляемой энергии таких видеокарт было небольшим по современным меркам, то зона VRM охлаждалась потоком выдуваемого воздуха системой охлаждения видеокарты либо вообще оставалась без активного обдува и каких-либо радиаторов. Ниже на фото Nvidia GeForce 7800 GT с системой охлаждения, где отчетлива видна ничем не прикрытая зона VRM.

А теперь перенесемся в дни сегодняшние. В качестве примера возьмем Asus ROG Strix LC GeForce RTX 3080 Ti OC Edition. Эта современная и производительная видеокарта имеет 12 Гб видеопамяти, 22 фазы питания (18 для GPU и 4 для VRAM), а ее пиковое энергопотребление составляет целых 400 Вт. За 15 лет аппетиты современных видеокарт заметно возросли.

Соответственно, все элементы VRM занимают уже практически половину всей площади PCB. А система охлаждения из воздушной трансформировалась в гибридную.

У современных видеокарт VRM может находиться как справа от GPU, так и слева. Если количество фаз питания видеокарты невозможно разместить на одной из сторон, тогда элементы VRM могут находиться по обе стороны от GPU, как в случае с выше рассматриваемой видеокартой от ASUS.

VRM отвечает за регулирование и преобразование питания видеокарты, и через него проходят токи с силой 50–60 ампер. Соответственно, чем дольше видеокарта занята отрисовкой 3D полигонов, тем выше нагрев цепей питания и всех компонентов VRM, а также видеопроцессора и видеопамяти. MOSFET-транзисторы во время работы выделяют большое количество тепла, поэтому они нуждаются в пассивном охлаждение в виде радиаторов как минимум, а еще лучше, чтобы система охлаждения видеокарты дополнительно обдувала зону VRM.

Как проверить перегрев VRM

Итак, нагрев и перегрев системы VRM видеокарты может стать серьезной проблемой и результатом нестабильной работы видеокарты и даже причиной ее выхода из строя. Чтобы определить, какая температура VRM у вашей видеокарты, следует использовать диагностические утилиты: Aida64, GPU-Z, MSI Afterburner, HWMonitor, SiSoftware Sandra и другие. Как правило, за отображение температуры VRM видеокарты отвечает датчик или датчики GPU VRM1, GPU VRM2 и так далее, в зависимости от того, сколько датчиков предусмотрел производитель вашей видеокарты.

Выше на скриншоте показания двух датчиков VRM на двух установленных видеокартах по данным AIDA 64, а ниже можно увидеть показания температур VRM в GPU-Z:

Если при полной загрузке в 3D температура VRM находится в пределах 50–70 °C, то можно не волноваться — такая температура считается нормальной. Хотя чем ниже, тем лучше естественно. Но, если температурные показания перешагивают за отметку 85 °C и выше, то стоит задуматься и начинать предпринимать какие-то меры.

Как снизить нагрев

А теперь пути решения проблем, если по данным мониторинга, температура VRM вашей видеокарты показывает цифры более 85 °C.

Первое что следует предпринять — почистить систему охлаждения видеокарты от пыли. Возможно, пыль забила пространство между ребрами радиатора и мешает обдуву или продуву радиатора VRM, в зависимости от исполнения системы охлаждения VRM.

Затем нужно разобрать систему охлаждения и проверить плотность прилегания радиатора СО видеокарты и компонентов VRM видеокарты — возможно, высохла термопаста или используемые термопрокладки отслужили свой срок. В таком случае оба термоинтерфейса необходимо будет заменить. При выборе термопрокладок обратите внимание на параметр теплопроводности, измеряемый в Вт/(м·К). Чем больше Ватт отводит приобретаемая термопрокладка, тем лучше.

Если два простых вышеописанных способа не помогли, необходимо прибегнуть к программным методам решения проблемы. Если видеокарта разогнана, необходимо убрать разгон. Если температура VRM не изменилась либо вы не разгоняли видеокарту можно понизить питающее напряжение на GPU и немного сбросить частоты, либо уменьшить значение Power Limit (PL). В результате этих действий уменьшится энергопотребление видеокарты и снизятся температуры. Вариантов, как это сделать, здесь также несколько. Первый — с помощью утилиты MSI Afterburner, второй — изменить этот параметр в BIOS видеокарты, для чего понадобится процедура перепрошивки BIOS.

Если эти три метода не помогли, то остаются два кардинальных. Начнем с первого — это замена системы охлаждения видеокарты. Существуют различные виды и типы охлаждений, от приобретения Full cover водяного охлаждения для видеокарты до использования специальных решений или подручных средств. Ничто вам не мешает закрепить под видеокартой вентилятор и настроить его обдув на зону VRM видеокарты. Все будет зависеть от конструктивных особенностей вашей видеокарты и вашего бюджета.

Последним вариантом может быть даже замена корпуса. Если вы используете старый корпус, либо он недостаточно продуваем, и из-за высокой температуры внутри корпуса происходит нагрев видеокарты и всех компонентов системы, то стоит задуматься о приобретении нового хорошо продуваемого корпуса.

Такое решение вопроса с перегревом VRM вам точно придется по нраву, так как новый корпус со дня покупки будет вас радовать каждый день.

За температурными показателями всех компонентов современных компьютеров пользователю следует пристально следить. Даже если вы приобрели новый компьютер или купили новую видеокарту, установите одну из диагностических утилит и пробежитесь по ее показаниям. Все рабочие температуры всех компонентов системы должны быть в разумных пределах.

Часто пользователи обращают свое внимание только на температуру центрального процессора и графического ядра видеокарты, забывая о VRM видеокарты. Теперь должно быть понятно, как следить за температурными показателями и что делать, если температура VRM видеокарты близка к критической. Лучше диагностировать проблему на ранней стадии, чем обращаться потом в сервис за ремонтом.

Источник

О проверке полевых транзисторов импульсных цепей питания

При эксплуатации видеокарт с повышенной нагрузкой (например, при майнинге) иногда возникают ситуации, когда они выходят из строя. Частой причиной их поломки является неисправность элементов цепей питания. В случае, если какие-то транзисторы, конденсаторы или другие детали сгорели с образованием короткого замыкания, от пожара должен спасать блок питания, точнее его защита от КЗ (высокого тока).

Как правило, если у видеокарты имеется короткое замыкание по цепям, идущим от разъема дополнительного питания +12V, либо по напряжениям +3.3V/+12 со слота PCI-E, срабатывает защита блока питания и компьютер не включается. Если БП не имеет такой защиты, либо она не работает, то последствия могут быть очень печальными: появление возгораний, прогаров и других проблем, которые очень тяжело устранить.

В то же время, неисправность цепей питания видеокарт, не сопровождающаяся прогарами, достаточно легко устраняется даже специалистами среднего уровня подготовки.

В данной статье рассматривается последовательность действий по проверке исправности полевых транзисторов фаз питания видеокарт, которые приводят к срабатыванию защиты блока питания компьютера.

Выявление причин неисправности видеокарты, которая не дает компьютеру включиться

При установке видеокарты с коротким замыканием по питанию в материнскую плату (либо в райзер), при включении компьютера блок питания уходит в защиту.

Для уточнения причин неисправности в первую очередь нужно проверить сопротивление на разъеме дополнительного питания +12 вольт и контактах +3.3 и +12 вольт на контактах PCI-E видеокарты.

Если сопротивление очень мало или равно нулю, то это свидетельствует о выходе из строя каких-то элементов в цепях питания видеокарты.

Для нахождения причин проблемы нужно произвести внимательный осмотр деталей на плате на предмет потемнений, повреждений, обуглений и других отклонений от нормы.

Частой причиной короткого замыкания является использование некачественных керамических конденсаторов в цепях питания. Они иногда выходят из строя с образованием участка с очень малым сопротивлением. Подробнее о таких проблемах можно прочитать в статье «Устранение типичной неисправности в цепи питания Sapphire Radeon RX400/500-й серий».

Если визуальный осмотр не дает никаких результатов, нужно приступать к проверке сопротивлений подозрительных электронных элементов в цепях питания видеокарты.

Наиболее частой причиной появления проблем, связанных с появлением коротких замыканий, являются пробои полевых транзисторов фаз питания. Точно проверить их исправность можно только выпаяв их с печатной платы, хотя у пробитого полевого транзистора выявить короткое замыкание можно и не снимая его с платы. Для оценки состояния полевых транзисторов используется измерение сопротивления, а также падение напряжения между выводами.

О роли полевых транзисторов в импульсных источниках питания

В современных видеокартах в качестве ключевых элементов импульсных фаз питания чаще всего используются n-канальные полевые транзисторы с изолированным затвором.

Полевые транзисторы являются электронными ключами, обеспечивающими работу фаз питания видеокарт (картинка с сайта techpowerup):

Это активные электронные компоненты с МОП-структурой (металл-окисел-полупроводник), в которых используется полевой эффект.

На английском языке их называют MOSFET-транзисторами (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor):

MOSFET-транзисторы еще называют МДП-транзисторами (структура метал-диэлектрик-полупроводник), МОП-транзисторами (структура метал-окисел-полупроводник).

Упрощенная структура n-канального полевого транзистора:

N-канальные транзисторы имеют три вывода:

Типовая электрическая схема N-канального полевого MOSFET-транзистора:

Как видно из схемы, между истоком и стоком n-канального полевого транзистора (иногда) включается диод. Это элемент, который должен защищать транзистор от всплесков обратного напряжения, вызванных переходными процессами на индуктивной нагрузке фаз питания при выключении транзистора. Он должен гасить на себе всплеск напряжения от катушки индуктивности в момент закрытия транзистора.

MOSFET-транзисторы выпускаются в четырех видах корпусов:

Виды корпусов MOSFET-транзисторов:

Чтобы проверить полевые транзисторы, нужно знать хотя бы на базовом уровне их устройство, принцип работы, назначение выводов и какое сопротивление должно быть между ними в выключенном состоянии.

Как работают ключевые MOSFET-транзисторы в фазах питания импульсных цепей питания

N-канальные транзисторы обычно открываются путем подачи на затвор положительного потенциала.

Упрощенный пример подключения нагрузки через MOSFET-транзистор (Enhancement-типа):

В данной схеме для того, чтобы n-канальный MOSFET-транзистор заработал, к его стоку(drain) необходимо подать позитивное напряжение Vdd, а на затвор (gate) — минимальное напряжение Vg. После этого n-канал между стоком-истоком откроется, по нему потечет ток от стока (+Vdd) к истоку (минусовой вывод) — транзистор перейдет во включенное, открытое состояние.

Иллюстрация работы n-канала, образующегося при открытии MOSFET-транзистора:

Чтобы выключить MOSFET, нужно отключить напряжение Vdd или Vg.

Более подробно о работе импульсных фаз питания можно почитать в статье «Как работает VRM материнских плат».

Как омметром проверить полевой транзистор?

Исходя из логики работы рассмотренного полевого транзистора, в закрытом состоянии он не должен проводить ток между стоком-истоком, то есть его сопротивление должно быть очень велико.

В связи с тем, что между выводами сток-исток включен диод, сопротивление между этими выводами будет значительно отличаться при разной полярности щупов омметра. Если к истоку (source) подключить плюсовой вывод, а на сток (drain) — минус, то сопротивление будет очень маленьким — оно должно соответствовать внутреннему сопротивлению диода (здесь можно измерять падение напряжения на его переходе). При обратной полярности (на истоке — минус, ан стоке — плюс) сопротивление должно быть очень большим.

Сопротивление между затвором и стоком, а также затвором-истоком должно быть очень большим, так как затвор электрически изолирован от других выводов.

При подаче на затвор небольшого положительного потенциала (например, от плюсового вывода щупа мультиметра) транзистор должен открываться, а сопротивление между всеми выводами — падать практически до нуля (в связи с этим поведение открытого полевого транзистора похоже на пробитый элемент с коротким замыканием). Закрыть транзистор после этого можно путем подачи отрицательного потенциала на затвор.

Для исключения влияния других электронных элементов, лучше всего транзисторы проверять в отпаянном от платы состоянии. Так как это не всегда удобно делать, то оценить состояние транзисторов приходится не снимая их с видеокарты (другого устройства).

Для этого мультиметром в режиме измерения сопротивления измеряется его начение между стоком (drain) — истоком (Source). Если щуп минуса находится на стоке, а плюс — на истоке, то транзистор, находящийся в закрытом состоянии должен показывать высокое сопротивление (что соответствует падению напряжения, равному сотням милливольт).

В качестве практического примера проверки полевых транзисторов VRM рассмотрим видеокарту Nvidia GeForce GTX950.

Практическая проверка полевых транзисторов на печатной плате видеокарты

На видеокарте Nvidia GeForce GTX950 (модель Strix от фирмы ASUS) используется 4 фазы питания GPU и 1 фаза для VRAM (аналогичная схемотехника используется и во некоторых других видеокартах Nvidia).

Четыре фазы питания GPU у видеокарты GeForce GTX950 собраны на транзисторах M3056M (две штуки, формирующие нижнее плечо фазы питания) и одного M3054M (верхняя фаза). Три фазы управляются ШИМ-контроллером uP9501P (справа вверху на изображении), еще одна — uP1959R:

Одна фаза питания памяти видеокарты Nvidia GeForce GTX950 состоит из двух полевых транзисторов M3056M и одного M3054M под управлением ШИМ-контроллера uP1541P:

Полевые транзисторы M3056M выпускаются в корпусе с восемью выводами типа QFN-8. Это N-канальные MOSFET-транзисторы со следующими параметрами:

Полевые транзисторы M3054M имеют следующие параметры:

Распиновка полевых транзисторов M3054M/M3056M:

Для проверки этих транзисторов нужно замерить сопротивление в обоих направлениях (падение напряжения) между выводами сток-исток (source-drain) — оно должно быть очень большим при включении плюсового щупа на исток (так как защитный диод между стоком-истоком включен в обратном направлении) и показывать сопротивление защитного диода при измерении сопротивления от source к истоку (плюс щупа подключается к source). Иногда защитный диод отсутствует, поэтому сопротивление в обеих направлениях большое.

Для уменьшения времени, затрачиваемого на проверку ключевых транзисторов фаз питания следует учитывать, что наиболее часто выходят из строя транзисторы, работающие в качестве верхнего ключа.

У видеокарты GeForce GTX950 при первоначальной диагностике было диагностировано аномально низкое сопротивление по линии +12 вольт из слота PCI-E (около 6 Ом)

Измерение сопротивления транзисторов фаз питания GPU показало пробой транзисторов M3054M (верхние плечи) двух фаз питания, расположенных ближе к разъему PCI-E (сопротивление около 6 Ом в обеих направлениях), а также одного транзистора M3056M нижнего плеча (сопротивление 0.5 Ом в обеих направлениях). Такие же исправные транзисторы двух верхних фаз на плате показывали сопротивление, близкое к бесконечности.

Неисправные транзисторы фаз питания, выявленные путем измерения сопротивления сток-исток на печатной плате видеокарты:

После выпаивания и замены неисправных транзисторов аномально низкое сопротивление по линии +12 вольт со слота PCI-E, приводящее к срабатыванию защиты в блоке питания ушло. Обычно при такой неисправности вылетает и ШИМ-контроллер, который рекомендуется заменить, даже если он чудом выжил.

Заключение

Чтобы избежать выхода из строя полевых транзисторов фаз питания, работающих в импульсном режиме, нужно обеспечить выполнение следующих условий:

При поиске неисправностей в импульсных фазах питания стоит учитывать, что наиболее частой причиной выхода из строя MOSFET-транзистора является короткое замыкание (пробой) между истоком и стоком. При этом внутри транзистора очень сильно поднимается температура, расплавляется кристалл и металлические элементы, что может повредить близлежащие электронные элементы и прожечь печатную плату вместе с проводящими слоями.

Для уменьшения вероятности пробоя транзисторов следует обеспечивать запас по напряжению BVDSS у транзисторов фаз питания, в расчете на возможное повышение рабочего напряжения во время бросков тока/пиковых нагрузок. Это важно учитывать при ремонте и замене неисправных полевых транзисторов на аналоги. Кроме того, для обеспечения щадящего режима работы транзисторов фаз питания, в импульсных цепях питания должны быть установлены необходимые сглаживающие и блокировочные конденсаторы (в рабочем состоянии).

Источник