顯卡MOS管詳解與顯卡MOS管分類(lèi)和選購(gòu)知識(shí)-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2020-09-27
顯卡MOS管，三腳MOS依然是現(xiàn)在顯卡上最常見(jiàn)的，八爪魚(yú)MOS是全新的封裝形式，它最大的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)阻低、轉(zhuǎn)換率高、溫度低。整合MOS繼承了8腳MOS的優(yōu)點(diǎn)，不同的是其內(nèi)部整合進(jìn)了多個(gè)MOS以提高輸出和減少占地面積。以上三者均屬于一般MOS類(lèi)別，它們的耐溫通常不能高于85度。PWM數(shù)控整合MOS，它需要配合一整套全數(shù)字控制的供電電路，擁有傳統(tǒng)MOS無(wú)可比擬的輸出電壓準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和壽命，極低的內(nèi)阻和高達(dá)137度+的承受力非常適合為頂級(jí)顯卡服務(wù)。配合優(yōu)良的電感電容以及先進(jìn)的供電芯片，其轉(zhuǎn)換率甚至能達(dá)到90%甚至更高。
顯卡mos管的外觀如下圖：
顯卡MOS管，MOSFET管是金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管晶體管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，是FET管的一種，在不致混淆的情況下，我們一般就直接叫它MOS管。MOSFET在顯卡的供電系統(tǒng)中的主要作用是電壓控制，即判斷電位，為元器件提供穩(wěn)定的電壓。MOSFET具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒(méi)有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)，因此比雙極型晶體管和功率晶體管應(yīng)用更為廣泛。
顯卡MOS管，MOSFET管一般以?xún)蓚€(gè)或兩個(gè)以上組成一組出現(xiàn)在顯卡上，分為上下兩組，稱(chēng)為上橋和下橋。上橋MOSFET承擔(dān)外部輸入電流，導(dǎo)通的時(shí)間短，承擔(dān)電流低；下橋MOSFET承擔(dān)的是GPU工作所需電壓，其承擔(dān)的電流是上橋MOSFET的10倍多，導(dǎo)通的時(shí)間比上橋長(zhǎng)很多。因此，一般下橋MOSFET的規(guī)模要大于上橋MOSFET，如上圖所示，上橋MOSFET管只有一個(gè)橫向的，而下橋卻有兩個(gè)縱向的，這種一上兩下的設(shè)計(jì)是顯卡MOSFET排布中的經(jīng)典布局。
上下兩橋的MOSFET管工作時(shí)就像水塔，上面在灌水，下面在放水。水塔快滿的時(shí)候就停止灌水（MOSFET上橋關(guān)），水塔快干的時(shí)候就開(kāi)始灌水（MOSFET上橋開(kāi)），這樣底下持續(xù)放水的流量就會(huì)趨向穩(wěn)定，GPU就能得到平穩(wěn)的電壓，有利于性能的發(fā)揮。
除了常見(jiàn)的一上兩下分離式MOSFET管布局外，還有一種整合式的MOSFET也很常見(jiàn)，這種MOSFET被稱(chēng)為DrMOS。DrMos技術(shù)屬于intel在04年推出的服務(wù)器主板節(jié)能技術(shù)，其上橋MosFET以及下橋MosFET均封裝在同一芯片中，占用的PCB面積更小，更有利于布線。DrMOS面積是分離MOSFET的1/4，功率密度是分離MOSFET的3倍，增加了超電壓和超頻的潛力。應(yīng)用DrMOS的主板能擁有節(jié)能、高效能超頻、低溫等特色，其工作溫度要比傳統(tǒng)的MOSFET管溫度約低一半，但成本相對(duì)較高，因此現(xiàn)在多由于高端顯卡產(chǎn)品上。
在看顯卡的評(píng)測(cè)時(shí)，經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到MOS管這個(gè)用語(yǔ)，三腳MOS，八腳MOS等等，其實(shí)他們是什么？有什么作用？下邊就分享一下MOS管的分類(lèi)和選購(gòu)方面的內(nèi)容，讓您能夠清楚的分辨MOS管。
說(shuō)到MOS管的作用，只說(shuō)一個(gè)原件是非常難說(shuō)的。上次說(shuō)過(guò)pwm的芯片工作原理，其實(shí)pwm就是通過(guò)控制MOS管才能進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)的。上邊的圖是一個(gè)基本的顯卡供電電路圖。上邊簡(jiǎn)單明了的介紹了顯卡從12v輸入之后所要做的事情，首先是通過(guò)C1輸入濾波電容，然后經(jīng)過(guò)PWM所控制的上下橋mos管，到最后的輸出電壓，這個(gè)時(shí)候，電壓已經(jīng)從12V通過(guò)pwm調(diào)節(jié)變成了核心所需要的電壓了,電感主要作用是上橋和下橋的MOS管輪流接通，先打開(kāi)上橋mos管，給電感充電儲(chǔ)能，然后關(guān)閉上橋，打開(kāi)下橋，電感向外部釋放能量，然后關(guān)閉下橋，打開(kāi)上橋，繼續(xù)為電感充電如此反復(fù)，通過(guò)pwm的頻率調(diào)節(jié)即可形成我們所需要的核心，顯存供電電壓。
放大來(lái)看，八個(gè)腳的黑乎乎的就是我們所說(shuō)的電感了，我們可以看到，靠近右邊輸入濾波電容的為上橋MOS管，靠近左邊的電感的為下橋MOS管，其中上橋?yàn)橐粋€(gè)，下橋?yàn)閮蓚€(gè)。而這個(gè)設(shè)計(jì)又有什么優(yōu)勢(shì)呢？主要問(wèn)題在于，上橋和下橋的開(kāi)關(guān)時(shí)間不一樣，上橋由于電壓較高，電流較低，而下橋則不同了，電壓的降低導(dǎo)致了電流的增大幅度大了許多，因此，可以看到這款顯卡采用的是一個(gè)上橋，兩個(gè)下橋的方案。而有些顯卡采用的是上橋兩個(gè)，下橋兩個(gè)的方案，其實(shí)起到的是錦上添花的作用，實(shí)際上上橋的電流較小，一個(gè)就已經(jīng)足夠。
下邊開(kāi)始分析MOS管的型號(hào)，從圖中可以看到，MOS管為八個(gè)針腳，也就是常說(shuō)的八爪魚(yú)，其實(shí)這是一種封裝方式，封裝命名叫做SO8封裝。這種封裝的MOS管優(yōu)勢(shì)很明顯。
1.因?yàn)閮?nèi)阻低，效率極高，所以溫度低，壽命較長(zhǎng)。其實(shí)效率和內(nèi)阻是很大關(guān)系的，電子原件不做工就產(chǎn)生熱量，而內(nèi)阻低效率高的話，損失的電能量就低，從省電的角度上，低內(nèi)阻的MOS管可以做出一定的奉獻(xiàn)，不過(guò)這個(gè)是針對(duì)功耗較高的產(chǎn)品。在功耗較大的核心里邊，MOS管的開(kāi)關(guān)次數(shù)每秒超過(guò)一億次，在如此多的開(kāi)關(guān)次數(shù)中，產(chǎn)生的熱量較小，且有一定的省電優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于GTX590，6990這樣的顯卡，數(shù)據(jù)顯示，發(fā)熱量最大的位置并不在于核心，而在于供電，而供電部分最為負(fù)荷大的就是MOS管了，因而內(nèi)阻降低了，效率提高了，對(duì)于溫度方面是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。這些是老封裝無(wú)法比擬的。
2.因?yàn)閷挾戎挥?.8MM，占用面積小，更利于布置多相供電。對(duì)于高端顯卡，普遍4相供電起步，這樣布線是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，對(duì)于SO8封裝，寬度只有3.8MM，這有布線的優(yōu)勢(shì)就很明顯了，容易塞更多的MOS管到板卡里邊，制造出更多相供電的顯卡。
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