显卡MOS管详解以及显卡MOS管分类和选购知识
显卡的MOS管
显卡MOS管,三脚MOS依然是现在显卡上最常见的,八爪鱼MOS是全新的封装形式,它最大的优点是内阻低、转换率高、温度低。整合MOS继承了8脚MOS的优点,不同的是其内部整合进了多个MOS以提高输出和减少占地面积。以上三者均属于一般MOS类别,它们的耐温通常不能高于85度。PWM数控整合MOS,它需要配合一整套全数字控制的供电电路,拥有传统MOS无可比拟的输出电压准确性、稳定性和寿命,极低的内阻和高达137度+的承受力非常适合为顶级显卡服务。配合优良的电感电容以及先进的供电芯片,其转换率甚至能达到90%甚至更高。
显卡mos管的外观如下图:
显卡MOS管供电
显卡MOS管,MOSFET管是金属-氧化物半导体场效应晶体管晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)的英文简称,是FET管的一种,在不致混淆的情况下,我们一般就直接叫它MOS管。MOSFET在显卡的供电系统中的主要作用是电压控制,即判断电位,为元器件提供稳定的电压。MOSFET具有输入电阻高、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,因此比双极型晶体管和功率晶体管应用更为广泛。
显卡MOS管,MOSFET管一般以两个或两个以上组成一组出现在显卡上,分为上下两组,称为上桥和下桥。上桥MOSFET承担外部输入电流,导通的时间短,承担电流低;下桥MOSFET承担的是GPU工作所需电压,其承担的电流是上桥MOSFET的10倍多,导通的时间比上桥长很多。因此,一般下桥MOSFET的规模要大于上桥MOSFET,如上图所示,上桥MOSFET管只有一个横向的,而下桥却有两个纵向的,这种一上两下的设计是显卡MOSFET排布中的经典布局。
上下两桥的MOSFET管工作时就像水塔,上面在灌水,下面在放水。水塔快满的时候就停止灌水(MOSFET上桥关),水塔快干的时候就开始灌水(MOSFET上桥开),这样底下持续放水的流量就会趋向稳定,GPU就能得到平稳的电压,有利于性能的发挥。
整合型MOSFET管
除了常见的一上两下分离式MOSFET管布局外,还有一种整合式的MOSFET也很常见,这种MOSFET被称为DrMOS。DrMos技术属于intel在04年推出的服务器主板节能技术,其上桥MosFET以及下桥MosFET均封装在同一芯片中,占用的PCB面积更小,更有利于布线。DrMOS面积是分离MOSFET的1/4,功率密度是分离MOSFET的3倍,增加了超电压和超频的潜力。应用DrMOS的主板能拥有节能、高效能超频、低温等特色,其工作温度要比传统的MOSFET管温度约低一半,但成本相对较高,因此现在多由于高端显卡产品上。
显卡MOS管分类和选购知识
在看显卡的评测时,经常会听到MOS管这个用语,三脚MOS,八脚MOS等等,其实他们是什么?有什么作用?下边就分享一下MOS管的分类和选购方面的内容,让您能够清楚的分辨MOS管。
说到MOS管的作用,只说一个原件是非常难说的。上次说过pwm的芯片工作原理,其实pwm就是通过控制MOS管才能进行电压调节的。上边的图是一个基本的显卡供电电路图。上边简单明了的介绍了显卡从12v输入之后所要做的事情,首先是通过C1输入滤波电容,然后经过PWM所控制的上下桥mos管,到最后的输出电压,这个时候,电压已经从12V通过pwm调节变成了核心所需要的电压了,电感主要作用是上桥和下桥的MOS管轮流接通,先打开上桥mos管,给电感充电储能,然后关闭上桥,打开下桥,电感向外部释放能量,然后关闭下桥,打开上桥,继续为电感充电如此反复,通过pwm的频率调节即可形成我们所需要的核心,显存供电电压。
放大来看,八个脚的黑乎乎的就是我们所说的电感了,我们可以看到,靠近右边输入滤波电容的为上桥MOS管,靠近左边的电感的为下桥MOS管,其中上桥为一个,下桥为两个。而这个设计又有什么优势呢?主要问题在于,上桥和下桥的开关时间不一样,上桥由于电压较高,电流较低,而下桥则不同了,电压的降低导致了电流的增大幅度大了许多,因此,可以看到这款显卡采用的是一个上桥,两个下桥的方案。而有些显卡采用的是上桥两个,下桥两个的方案,其实起到的是锦上添花的作用,实际上上桥的电流较小,一个就已经足够。
下边开始分析MOS管的型号,从图中可以看到,MOS管为八个针脚,也就是常说的八爪鱼,其实这是一种封装方式,封装命名叫做SO8封装。这种封装的MOS管优势很明显。
1.因为内阻低,效率极高,所以温度低,寿命较长。其实效率和内阻是很大关系的,电子原件不做工就产生热量,而内阻低效率高的话,损失的电能量就低,从省电的角度上,低内阻的MOS管可以做出一定的奉献,不过这个是针对功耗较高的产品。在功耗较大的核心里边,MOS管的开关次数每秒超过一亿次,在如此多的开关次数中,产生的热量较小,且有一定的省电优势。
对于GTX590,6990这样的显卡,数据显示,发热量最大的位置并不在于核心,而在于供电,而供电部分最为负荷大的就是MOS管了,因而内阻降低了,效率提高了,对于温度方面是一个很大的优势。这些是老封装无法比拟的。
2.因为宽度只有3.8MM,占用面积小,更利于布置多相供电。对于高端显卡,普遍4相供电起步,这样布线是一个很大的挑战,对于SO8封装,宽度只有3.8MM,这有布线的优势就很明显了,容易塞更多的MOS管到板卡里边,制造出更多相供电的显卡。
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