如何判斷顯卡電子元件的好壞 - 全文

　　顯卡上的電子元件就像汽車(chē)中的各種零件一樣，其好壞對(duì)整體的穩(wěn)定和壽命有直接影響。比較顯眼的部件有電容、電感、MOS和供電芯片，這些容易看懂，好理解。

　　電容篇：

　　顯卡用電容起到濾波、去耦、耦合、充放電等功能。濾波電容是儲(chǔ)能元件，它把電壓的變動(dòng)轉(zhuǎn)化為電流的變動(dòng)，防止各種脈沖干擾，凈化使波形平滑。就好比飲水機(jī)過(guò)濾掉自來(lái)水中的雜物，使流出來(lái)的水純凈一樣。

　　目前常見(jiàn)的電容有“電解電容”、“鋁固態(tài)電容”、“陶瓷電容”和“鉭電容”。我想大家都知道固態(tài)電容不錯(cuò)，但也不要迷信固態(tài)電容有多好。首先它們都是電容，起到的作用是一樣的，主要區(qū)別在于耐受、內(nèi)阻和壽命。電解電容相比較鋁固態(tài)電容，其最大的缺點(diǎn)在于相同容量占用的體積更大，以及高溫耐受差（傳統(tǒng)電容通常沸點(diǎn)為103度左右，鋁固態(tài)電容沸點(diǎn)可高達(dá)350余度）。如果長(zhǎng)期高溫或遇到不能承受的壓力時(shí)會(huì)“爆漿”！

　　固態(tài)電容內(nèi)部示意圖

　　咱很樂(lè)意嚇唬你一下，呵呵。當(dāng)然，電解電容也有它不能被取代的地方，那就是它擁有極好的低頻響應(yīng)能力。所以涉及聲音輸出的部分還是需要電解電容來(lái)出力，使用固態(tài)電容的主板集成聲卡就遜色很多。電解電容的特征是頂端“擁有K型防爆槽”。另外有一種酷似固態(tài)電容的名叫“鋁殼電解電容”的東西，大家注意千萬(wàn)不要混淆，仔細(xì)看它也有K槽。

　　爆漿的電解電容。不管是傳統(tǒng)的還是鋁殼的都會(huì)爆。

　　固態(tài)電容也會(huì)爆，當(dāng)然只限你很2的接反正負(fù)極。

　　這些都是電解電容，從左至右（下同）依次是傳統(tǒng)電解電容和鋁殼電解電容。

　　另外，電容的安裝方式有“插件式”和“貼片式”兩種，只是安裝方式的差異，并沒(méi)有太大不同。貼片式電容的特點(diǎn)是使用黑色底座或直接焊接，插件式很暴力要穿透PCB電路板。

　　插件式電容會(huì)有2個(gè)針腳穿透電路板。貼片式電容能看到有一個(gè)黑色底座。

　　最后來(lái)說(shuō)說(shuō)高端電容――鉭電容家族的兄弟們！鉭是一種珍貴的金屬，價(jià)格很好很強(qiáng)大。鉭電容內(nèi)部沒(méi)有金屬液，而是使用金屬鉭做介質(zhì)。鉭電容擁有很多特性和強(qiáng)項(xiàng)，它具有非常高的工作電場(chǎng)強(qiáng)度，體積小卻能達(dá)到較大的電容量、壽命長(zhǎng)、耐高溫、準(zhǔn)確度高、濾高頻改波性能極好。在鉭電容工作的過(guò)程中，具有自動(dòng)修補(bǔ)或隔絕氧化膜中的疵點(diǎn)的功能，使氧化膜介質(zhì)隨時(shí)得到加固和恢復(fù)其應(yīng)有的絕緣能力，而不致遭到連續(xù)的累積性破壞（信春哥，得自我修復(fù)）。這種獨(dú)特的自愈性能，保證了其長(zhǎng)壽和可靠性。好話說(shuō)盡，該說(shuō)話壞了，畢竟這家伙不是開(kāi)掛的！鉭電容的缺點(diǎn)一是嗷嗷昂貴，二是耐電壓及電流能力較弱。所以這豆子適合工作在壓流不大的地方。還好這么多年下來(lái)，高聚合物鉭電容等新星的出現(xiàn)使得缺點(diǎn)沒(méi)那么嚴(yán)重了。

　　目前高端鉭電容以美國(guó)的Kemet和AVX，以及日系的Sanyo這三家為全球最大的鉭電容生產(chǎn)商。其中AVX專注于傳統(tǒng)的鉭二氧化錳鉭電容，坦聚合物電容是它的軟肋。Kemet精于制造耐高壓鉭聚合物電容，價(jià)格也很強(qiáng)悍。Sanyo是后來(lái)者，直奔鉭聚合物電容而去，主打產(chǎn)品是Poscap系列。美國(guó)人喜歡把電容做成黃色豆子，黃燦燦的外表上還有獨(dú)特的“橙色橫杠”，Kemet的黃豆子區(qū)別是橫杠中間會(huì)有2位字符標(biāo)示。日系則是黑色方塊。

　　四種常見(jiàn)鉭電容，從弱到強(qiáng)依次是常規(guī)鉭二氧化錳電容、AVX二氧化錳鉭電容、日系HI-C軍工級(jí)高導(dǎo)電鉭聚合物電容、Kemet高壓鉭聚合物電容。

　　另外還有新型的SP-CAP固態(tài)高分子聚合物電容。

　　電容就講到這里了，希望大家選擇時(shí)能知道這小家伙是什么，不要被忽悠。對(duì)了，電容也有品牌之分，好品牌的電容電氣性會(huì)更好一點(diǎn)，這點(diǎn)大家不用太在意，把握好總體就可以了。最后咱來(lái)一個(gè)直觀的電容類型排名，方便大家了解哪些“更好”。

　　電容從弱至強(qiáng)大排隊(duì)。

　　MOS篇：

　　MOS的英文全稱為MOSFET（metel Oxide Semiconductor Field Effect Transistor），即金屬氧化物半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管，它在供電電路中是起到柵極電壓控制開(kāi)關(guān)的作用。具體來(lái)說(shuō)，每相電路中的MOS分為上橋和下橋，輪番工作，對(duì)這一相電路的電感進(jìn)行充電和放電，最后就能在輸出端得到一個(gè)穩(wěn)定的電壓。

　　因?yàn)槊肯嚯娐范家猩蠘蚝拖聵颍砸幌喙╇婋娐分兄辽儆袃擅禡OS，而上橋和下橋都可以并聯(lián)數(shù)枚MOS一起工作的。俗話說(shuō)人多力量大，數(shù)個(gè)MOS組合在一起可以有效的提高導(dǎo)通能力。MOS的優(yōu)劣主要體現(xiàn)在它承受電流、電壓的能力，以及內(nèi)部電阻和轉(zhuǎn)換率的高低。

　　目前MOS分為一般的MOS和整合了驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的MOS兩大類。

　　隨著顯卡的功耗越來(lái)越大，MOS承受的壓力也空前增加，串聯(lián)更多MOS的做法受到顯卡電路板面積和布線的制約也越來(lái)越突出，所以整合型MOS以及電氣性更好的MOS紛紛孕育而生。目前比較常見(jiàn)的MOS，依照從弱到強(qiáng)分別是“傳統(tǒng)的D-PAK封裝的三腳MOS”、“八爪魚(yú)MOS”、“Dr整合MOS”以及先進(jìn)的“整合驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的數(shù)控MOS”。

　　從左到右依次是“傳統(tǒng)的D-PAK封裝的三腳MOS”、“八爪魚(yú)MOS”、“Dr整合MOS”以及先進(jìn)的“整合驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的數(shù)控MOS”。

　　三腳MOS依然是現(xiàn)在顯卡上最常見(jiàn)的，特別是功率不高的顯卡上尤其慣用這個(gè)小家伙。三腳MOS品牌上，英飛凌和ST是常見(jiàn)的不錯(cuò)的品牌，電氣性好內(nèi)阻適中。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。Dr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類別，它們的耐溫通常不能高于85度。

　　最后是先進(jìn)的PWM數(shù)控整合MOS，這小東西需要配合一整套全數(shù)字控制的供電電路，它擁有傳統(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。

　　電感篇：

　　電感是重要部件！它在整個(gè)供電體系中的作用是過(guò)濾高頻信號(hào)、與前面提到的MOS、電容組成直流電轉(zhuǎn)換電路。電感性能的好壞，與它所采用的材料好壞、內(nèi)阻高低、封裝類型和有無(wú)磁芯有關(guān)系。目前電感按類型分為“模擬電感”和“數(shù)控電感”。按封裝方式分為“電感線圈”、“半封閉電感”和“全封閉電感”。按材料又可分為“一般鐵電感”、“陶瓷電感”和“鐵氧體（鐵素體）電感”。

　　數(shù)控電感還是老大。

　　顯卡用電感的最重要參數(shù)是“感值”，單位是μH（微亨）。一般電感上會(huì)注明感值，你會(huì)看到諸如1R0、R56之類的數(shù)字。R是小數(shù)點(diǎn)，1R0=1.0μH，R56=0.56μH。其它諸如內(nèi)阻、感抗等參數(shù)是不能從外表輕易看出的，所以PASS，留給PDF解密吧。

　　常見(jiàn)電感從弱至強(qiáng)大排名。

　　模擬供電電路實(shí)例分析：

　　下面我們具體解析一下顯卡的供電電路。

　　上圖就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的6相模擬供電。每相都由電容、電感和MOS組成。感值、MOS品牌、電容品牌也一目了然。至于每相具體是為誰(shuí)服務(wù)的，初學(xué)的你不需要掌握。

　　小竅門(mén)：購(gòu)買(mǎi)顯卡時(shí)，留意一下供電相數(shù)。通常來(lái)說(shuō)，入門(mén)級(jí)顯卡不少于2相供電，主流級(jí)不少于3相，性能級(jí)不少于4相，達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的顯卡都說(shuō)得過(guò)去。用料上自己再拿捏一下即可。

　　這是非典型的模擬供電電路，實(shí)際上是4相供電而不是8相，只是每一相串聯(lián)了2枚MOS，要注意區(qū)分。這樣做的好處是分?jǐn)傠姼械膲毫Γ瑴p少發(fā)熱和嘯叫聲。

　　小知識(shí)――供電嘯叫也稱作電流聲。大量電流經(jīng)過(guò)電感時(shí)多少都會(huì)出現(xiàn)尖銳的聲音。提過(guò)提升電感的品質(zhì)、數(shù)量和感值可以減小嘯叫聲，甚至減小到很難察覺(jué)的地步。

　　數(shù)字供電電路實(shí)例分析：

　　數(shù)字供電體系和模擬供電體系如出一轍，只是各部分部件不一樣。上圖所示的是連排數(shù)字供電，常規(guī)MOS換成了數(shù)控整合MOS，電容由于已經(jīng)有強(qiáng)力電感的凈化濾波，所以不需要容量巨大的煙囪，轉(zhuǎn)而使用電氣性更出色的多層陶瓷電容了。

　　單相數(shù)字供電也是這樣組合而成。