Термодиод что это – назначение, сопротивление и характеристики, маркировка, принцип работы, как проверить и подключить

Термодиоды и термотранзисторы

Термодиоды и термотранзисторы находят применение в датчиках температуры, работающих в диапазоне от— 80 до +150 °С. Верхняя граница температурного диапазона ограничивается тепловым пробоем р-n-перехода и для отдельных типов германиевых датчиков достигает 200 °С, а для кремниевых датчиков — даже 500 °С. Нижняя граница температурного диапазона термодиодов и термотранзисторов определяется уменьшением концентрации основных носителей и может достигать для германиевых датчиков — (240 — 260) °С, для кремниевых —200 °С.

Основными преимуществами термодиодов и термотранзисторов являются малые габариты, возможность взаимозаменяемости и, главное, дешевизна, позволяющая применять их в датчиках одноразового употребления.

Связь между током I через р-n-переход (диода или транзистора) и падением напряжения V на нем определяется определенным уравнением. Это уравнение определяет ток через переход как при прямом так и при обратном  смещении перехода. Из известных уравнений и формул можно увидеть что, и прямой и обратный токи р-n-перехода являются функциями температуры. Для измерения температуры в основном используются открытые p-л-переходы. Теория показывает, что падение напряжения на открытом р-n-переходе при токе I через переход определяется приближенной формулой, из которой видно, что падение напряжения линейно зависит от температуры и уменьшается с увеличением температуры. Температурная чувствительность р-п-перехола по напряжению составляет Sθ ≈ 1,5 мВ/К. Сравнивая между собой коэффициенты температурной чувствительности для падения напряжения на р-л-переходе и термо-ЭДС термопар, работающих в этом же температурном диапазоне (например, хромель — копель), можно сказать, что чувствительность р-л-перехода примерно в 100 раз выше чувствительности термопар.

На рис.1 представлена схема преобразователя температуры в частоту с диодом ТД типа Д9 в качестве термочувствительного элемента. Диод ТД подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, выполняюшему функцию интегратора.

На инвертирующий вход этого усилителя подается напряжение с делителя. Делитель и термодиод питаются стабильным током (Iтд = 1 мА) от источника опорного напряжения, задаваемого диодом Д1. Интегратор сбрасывается через транзистор Т1, когда конденсатор С1 заряжается до напряжения 10 В. Время заряда конденсатора и, следовательно, частота импульсов на выходе интегратора зависят от температуры, так как с увеличением температуры уменьшается напряжение на диоде ТД и увеличивается разность напряжении на входах усилителя. Регулировка чувствительности (S = 10 Гц/К) осуществляется изменением сопротивления R2, регулировка нуля — изменением сопротивления R1. Диапазон измерений преобразователя 0—100 °С, погрешность не превышает ±0,3 °С.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Термодиод

Cтраница 1

Термодиоды и термотранзисторы находят применение в датчиках температуры, работающих в диапазоне от — 80 до 150 С. Верхняя граница температурного диапазона ограничивается тепловым пробоем p — n — перехода и для отдельных типов германиевых датчиков достигает 200 С, а для кремниевых датчиков — даже 500 С. Нижняя граница температурного диапазона определяется уменьшением концентрации основных носителей и может достигать для германиевых датчиков — ( 240 — — 260) С, для кремниевых — 200 С.
 [1]

Достоинствами термодиодов и термотранзисторов являются высокая чувствительность, малые размеры и малая инерционность, высокая надежность и дешевизна; недостатками — узкий температурный диапазон и плохая воспроизводимость статической характеристики преобразования. Влияние последнего недостатка уменьшают применением специальных цепей.
 [2]

Основными преимуществами термодиодов и термотранзисторов являются малые габариты, возможность взаимозаменяемости и, главное, дешевизна, позволяющая применять их в датчиках одноразового употребления.
 [3]

Диоды, используемые в качестве термочувствительных элементов, называют термодиодами. Промышленность не выпускает специально предназначенных для этой цели диодов, и разработчики средств автоматики применяют серийные приборы. Если при разработке возникают требования к инерционности чувствительного элемента, которым серийный диод не соответствует, пользуются бескорпусными приборами, на базе которых создают специальную конструкцию чувствительного элемента.
 [5]

Для измерения температуры от — 80 до 150 С применяют термодиоды и термотранзисторы, у которых под действием температуры изменяется сопротивление р — n — перехода и падение напряжения на этом переходе. Эти преобразователи обычно включают в мостовые цепи и цепи в виде делителей напряжения.
 [6]

В датчиках электрических психрометров используются термопары, термометры сопротивления и полупроводниковые термисторы и термодиоды.
 [7]

А; Д2 — от 0 3 до 10 А; ДЗ — магнито — и термодиоды; Д4 — диоды импульсные с временем восстановления более 500 не; Д5 — от 500 до 150 не; Д6 — от 150 до 30 не; Д7 — от 30 до 5 не; Д8 — от 5 до 1 не; Д9 — менее 1 не; И1 — диоды туннельные усилительные; И2 — диоды генераторные; ИЗ — диоды переключательные; И4 — диоды обращенные; С1 — стабилитроны и стабисторы с рассеиваемой мощностью не более 0 3 Вт и напряжением стабилизации менее 10 В; С2 — от 10 до 100 В; СЗ — более 100 В; С4 — от 0 3 до 5 Вт и менее 10 В; С5 — от 10 до 100 В; С6 — более 100 В; С7 — от 5 до 10 Вт и менее 10 В; С8 — от 10 до 100 В; С9 — более 100 В.
 [8]

При включении термотранзистора в качестве двухполюсника в схемах рис. 5.19, а и б используется только один из р-п переходов и свойства прибора не отличаются от свойств термодиода. При включении термотранзистора по схеме со свободной базой ( рис. 5.19, в) обратный ток коллекторного перехода оказывается значительно больше обратного тока коллектора при той же температуре и включении по схеме со свободным эмиттером. Зависимость обратного тока в схеме со свободной базой от температуры описывается тем же выражением, что и температурная характеристика диода.
 [10]

Электронно-дырочный переход ( р-п переход) обладает свойством односторонней проводимости, и простейшим прибором, основанным на использовании свойств р-п перехода, является диод. Сочетание двух и более р-п переходов в одном кристалле при определенных условиях позволяет получить приборы, вольт-амперные характеристики которых могут деформироваться в желаемом направлении под действием электрического сигнала или при воздействии других внешних факторов. К приборам данной группы относятся транзисторы, фотодиоды, фототранзисторы, термодиоды и термотранзисторы, тиристоры, фототиристоры и другие многослойные приборы.
 [12]

В области термометрии существуют различные эталоны и различные поверочные схемы для нескольких диапазонов значений температуры. В диапазоне от 1 5 до 4 2 К единица температуры воспроизводится в соответствии с гелиевой шкалой 4Не 1958 Государственным специальным эталоном, состоящим из гелиевого конденсационного термометра и электроизмерительной аппаратуры для измерения сопротивления. Погрешность воспроизведения единицы температуры определяется погрешностью измерений давления насыщенных паров гелия эталонным конденсационным термометром. Среднее квадратическое отклонение результата измерений составляет 0 001 К при неисключенной систематической погрешности в пределах 0 003 К. Путем сличения в криостате единица температуры передается вторичным рабочим эталонам и эталонам-свидетелям, в качестве которых используются германиевые термометры сопротивления, и далее образцовым полупроводниковым термопреобразователям сопротивления. Предусмотрен только один разряд образцовых средств измерений. В качестве рабочих средств измерений используются термодиоды, термоэлектрические преобразователи и полупроводниковые термопреобразователи сопротивления. Они поверяются сличением с образцовыми средствами измерений или с рабочими эталонами в гелиевой ванне с регулятором давления.
 [13]

Страницы:  

   1




Диод как датчик температуры- функция полупроводника

Диод — наипростейший по своей комплектации прибор, обладающий свойствами полупроводника.

Между двумя крайностями диода (донорной и акцепторной) пролегает область пространственного заряда, иначе: p-n-переход. Этот «мост» обеспечивает проникновение электронов из одной части в другую, поэтому, в силу разноимённости составляющих его зарядов, внутри диода возникает довольно малый по силе, но всё-таки ток. Движение электронов по диоду происходит только в одну сторону. Обратный ход конечно есть, но совершенно незначительный, а при попытке подключить в этом направлении источник питания диод запирается обратным напряжением. Это увеличивает плотность вещества и возникает диффузия. Кстати, именно по этой причине диод носит название полупроводникового вентиля (в одну сторону движение есть, в другую — нет).

Если попытаться повысить температуру диода, то количество неосновных носителей (электронов двигающихся в обратном основному направлении) увеличится, а p-n-переход начнёт разрушаться.

Именно поэтому рабочая температура полупроводников имеет определённые ограничения

Принцип взаимодействия между падением напряжения на диодном p-n-переходе и температурой самого диода была выявлена практически сразу после того, как он был сконструирован.

В результате p-n-переход диода из кремния — это наиболее простой температурный датчик. Его ТКН (температурный коэффициент напряжения) составляет 3 милливольта на градус цельсия, а точка прямого падения напряжения — около 0,7В.

Для нормальной работы данный уровень напряжения излишне мало, поэтому чаще используется не сам диод, а транзисторные p-n-переходы в комплекте с базовым делителем напряжения.

В результате, конструкция по своим качествам соответствует целой последовательности диодов. Как итог, показатель по падению напряжения может быть гораздо большим, чем 0,7В.

Поскольку ТКС (температурный коэффициент сопротивления) диода является отрицательным (- 2mV/°C), то он оказался весьма актуальным для использования в варикапах, где ему отводится роль стабилизатора резонансной частоты колебательного контура. Контроль осуществляется при помощи температуры.

 Диод как датчик температуры

Данные по падению напряжения на диодах

При анализе показаний цифрового мультиметра можно отметить, что данные по падению напряжения на p-n-переходе для кремниевых диодов составляют 690-700 мВ, а у германиевых — 400-450 мВ (хотя этот вид диодов на данный момент практически не используется).  Если во время замера температура диода поднимается, то данные мультиметра напротив снизятся. Чем значительнее сила нагрева, тем значительнее падают цифровые данные.

Обычно это свойство используется для стабилизации процесса работы в электронной системе (например, для усилителей звуковых частот).

Диод как датчик температуры

Схема термометра на диоде.

Датчики температуры для микроконтроллера

На данный момент многие схемы строятся на микроконтроллерах, сюда же можно отнести и разнообразные измерители температуры, в которых могут быть применены полупроводниковые датчики при условии, что температура при их эксплуатации не превысит 125°C.

Поскольку градуирование температурных измерителей происходит ещё на заводе, калибровать и настраивать датчики нет никакой необходимости. Получаемые от них результаты в виде цифровых данных поступают в микроконтроллер.

Применение полученной информации зависит от программного наполнения контроллера.

Помимо прочего, такие датчики могут работать в термостатном режиме, то есть (при заранее заданной программе) включаться или выключаться по достижении определённой температуры.

Однако, если опорными станут другие температурные показатели, программу придётся переписывать.

 

Прочие сферы применения

Хотя на сегодняшний день выбор температурных датчиков весьма широк, никто не забывает про их диодный вариант, который достаточно часто применяется в электроутюгах,  электрокаминах и электронике в самом широком её смысле.

Несмотря на ограничения по температурному режиму диодные датчики имеют свои значительные плюсы:

— относительная дешевизна;

— скромные габариты;

— запросто подойдут к огромному числу электронных приборов;

— превосходная чувствительность и точность.

Благодаря всем этим качествам область применения датчиков данного типа растёт из года в год.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Поделиться ссылкой:

Я задействовал термодиод на AthlonXP!


(кликните по картинке для увеличения)

ОУ взял LM358, там их два, я задействовал один, второй можно использовать для мониторинга системной температуры, используя в качестве датчика обычный дискретный диод или транзистор. Схема подключается к 5VSB. На вход схемы ( IN ) подается сигнал с диода ( около 0.7В ), с выхода ( около 1.8В при +25 град. ) подается на вход микросхемы мониторинга. Подстроечным многооборотным резистором выставляется начальное выходное напряжение. Резисторы R1 и R2 выбираются такими, чтобы коэффициент усиления был 8. 8 потому, что при изменении температуры на 1 градус надо получить изменение напряжения в 16 мВ, а диод может только 2. В данной схеме коэффициент усиления будет 1 + (R1 / R2 ). То есть если R2 взять 1кОм, то R1 можно 7.5 кОм. ( не 7 потому, что на самом деле у диода не –2мв/град, а несколько меньше, 1.9 с чем то, или около того ). Подстроечный резистор номиналом 15 кОм. Собственно, про схему все, объяснять тут больше нечего.

Теперь о том, как тарировать показания. Лично я сделал так. Взял обычный термометр, который висит за окном и на улице температуру меряет ( он, кажется, спиртовой ). Взял термопару, прилагающуюся к мультиметру Mastech M890G. Посмотрел на их показания комнатной температуры. Спиртовой показал 23, а термопара – 21. Поскольку ( уж не знаю почему ) я больше доверяю спиртовому термометру, то ориентировался я на его показания. Никаких более точных термометров у меня нет, а извращаться с тающим льдом ( который ровно 0 градусов) что-то не очень хочется пока. Запустил комп, вошел в биос. Температура процессора в таких условиях растет весьма медленно, поэтому я мерял температуру подошвы радиатора ( там, где он горячее всего ). Прикинул, что само ядро горячее подошвы на 3 градуса. Плюс 2 градуса, которые «недомеряет» термопара. В итоге, при показаниях термопары мультиметра в +40 градусов, в биосе выставил +45 градусов при помощи подстроечного резистора. На этом тарировка, как я полагаю, закончена.

Теперь об испытаниях. Процессор у меня работает на 1759 МГц при напряжении 1.6 В. В таком режиме температура при запуске Prime95 росла медленно. Поэтому я увеличил напряжение до 1.8 В, чтобы изменения температуры были более заметными. В винде при простое температура была +43. При запуске Prime95 температура мгновенно прыгает до отметки +46, а далее в течение нескольких минут – до +51. Далее в течение получаса она не меняется. При закрытии Prime95 температура не менее мгновенно падает с +51 до +47, далее в течение нескольких минут – до +43. При запуске компа температура – около +36. Все измерения температур в винде проводились с помощью МВМ 5.3.7.0. Значения достаточно правдоподобные, изменяются оперативно, так что есть все основания полагать, что эксперимент по включению термодиода на Athlon прошел успешно. Сейчас, когда я пишу эти строчки, температура меняется +40-+41.

Теперь пару слов о линейности. Я писал уже в первой части, что зависимость подаваемого сигнала на вход микросхемы от температуры, индицируемой в биосе заметно нелинейна. Но пораскинув мозгами, выяснил, что погрешность нелинейности невелика, максимум – 2-3 градуса. С учетом погрешности тарирования на это можно не обращать внимания.

Теперь можно подвести некоторые итоги.

1. Микросхема мониторинга температур W83697HF ( или W83627HF ) разрабатывалась изначально для терморезистора, поэтому чувствительность у нее маленькая – 16 мВ/градус в отличие от диода с его 2мВ/градус.

2. Те люди, которые утверждают, что можно снимать показания температуры по диоду, напрямую подсоединив его вместо терморезистора – явно плохо изучили этот вопрос. Без дополнительной схемы усиления это сделать нельзя.

Собственно, это все. Обсуждение здесь:

https://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?t=62664

Измерение температуры процессоров атлон хп с помощью встроенного термодиода.


Этот материал написан посетителем сайта, и за него начислено вознаграждение.

Как известно встроенный датчик температуры появился еще со времен .13мкм атлон хп 1500+,однако производители мат плат не спешиил

реализовывать его поддержку. Причин тут много,скорее всего просто боялись отпугнуть юзеров неперивычно высокими температурами ),

однако факт остается фактом-где-то для 50% мат плат поддержка термодиода ограничивается банальным аварийным отключением при достижении критических температур.

собственно инетрес к данной теме выозник после этих(
/blog/Yamamoto

и
/blog/Yamamoto) статей,однако как мне показалось из данной методики можно было выжать больше,чем я и решил заняться.

Целью было измерение температуры ядра с точностью 1-3 градуса.Калибровка по термистору на сокете и температуре радиатора были сразу отброшены из-за неясной зависимости от температуры ядра.

также условием была минимальная *заметность* схемы на материнке,без срывания проводов при смене кулера или плат расширения ;).

Предварительная подготовка:

Распиновка термодиода процессора socket A:


Контакт U7 — земля, S7 — ‘+’ термодиода, вроде бы дорожка напрямую идет к АТТP1(см ниже), дальше непонятно.

Измерение температурной характеристики термодиода:

Для этой цели я использовал 2 процесоора — 0,13мкм торобред В 1700+ и 0,18мкм паломино 1600+. Для этих измерений важно обеспечить тепловую стабильность окружающей среды,

поэтому процессоры опускались в банку с горячей водой,температура измерялась бытовым термометром.

Термодиод был подключен к аккомулятору АА последовательно переменному резюку

Результаты процессора на ядре паломино:

результаты для процессора торобред:

чувствительность диода составила примерно 1.95 мв/градус в диапазоне измерения.

хорошо видно,что при примерно одинаковом наклоне существует большая разница в начальных значениях-

при смене процессора без калибровки ошибка составит примерно 15° C!

Немного пораскинув мозгами решил калибровать схему при выключеном процессоре и комнатной температуре,

это должно было иметь требуемую точность.

Калибровка микросхемы мониторинга.

я использовал для опытов плату epox 8rda3+ с микросхемой мониторинга winbond W83627HF

при измерении температуры изпользуются 3 входа,схема подключения такая:

цитата из пдф:

цитата:

The specification of thermistor should be considered to (1) b(beta) value is 3435K, (2) resistor value is 10K ohms at

25°C. In the Figure 9.2, the themistor is connected by a serial resistor with 10K Ohms, then connect to

VREF (Pin 101).

Некоторое время занял поиск того,что из себя представляет этот Beta;

Нашел такую формулу: B= T1*T2/(T2-T1) ln (R1/R2)

Подставляя сюда То=25 гр, Vref = 3.6V и Ro = 10K и некоторых =) упрощений получаем примерную зависимость температуры,выдаваемой мониторингом от входного напряжения.

Vo~=1.8*exp(-0,022*(Т-То))

диаграмма:

Заметно=) что характеристика получилась сильно нелинейная,тогда как диод обладает постоянной чувствительностью..

Теперь следует остановиться на применяемой программе мониторинга.. После недолгой 😉 переписки автор Overclockers Monitoring Center

(
/blog/daemon) добавил в свою программу возможность коррекции температуры с помощью формул;Вот с ее помощью

я и собираюсь разбираться с нелинейностью и дополнительной калибровкой =).

Доработка материнской платы.

На epox 8rda3+ штатно к термодиоду подключена микросхема аварийного отключения(ATTP1).

распиновка ATTP1:

Имо питать диод от существующей схемы не стоит, во первых таи источник напряжения Vsb — может меняться вместе с фазой луны, и непонятно как схема аварийного отключения будет на корректирующий усилитель реагировать.

Поэтому,поскольку даташит с типовой схемой я никде не нашел
,а за все пользование платой еще ни разу без кулера комп не запускал =)

я решил отключить от нее диод.Так как при этом пропадает напряжение на ее выходе и компьютер не должен бы стартовать,я полностью отпаял ее с платы

(предварительно убедившись что все работает,отключив питание микросхемы и замкнув контакты ps_on_in и ps_on_out)

Далее вытаскиваем проц и проверяем что на диод напряжение не подается..

что получается:

Изготовление схемы коррекции.

(а по простому- усилителя для согласования чувствительности)

Не долго думая я взял за образец немного измененную схему Yamamoto:


дополнительно от нее же запитав диод от Vref Винбонда последовательно резистору 20K.

Выходное напряжение для такой схемы:

Vo=Vin(1+R1/R2+R1/R3)-(R1/R3)*Vcc

операционник взял AD8532,сопротивления получились R2=1,03к; R3=5,16к ; R1 = 9,99к

Фотка усилителя:


(кликните по картинке для увеличения)

10

Сначала я думал разместить схемку между сокетом и слотами памяти,однако возникли траблы с Vref,

и в итоге я просто прилепил ее на скотч сверху винбонда =),пришлось правда тянуть провод от диода с обратной стороны через всю плату

Переключатели нужны для подачи внешнего напряжения в выглюченом состоянии и отключения

выхода от винбонда( Так как я не хотел паять прямо к ногам микрухи с шагом 0.5мм, пришлось использовать канал мониторинга подсокетного термистора,

соответственно размыкая этот переключатель,снова мониторю показания подсокетного датчика,главное только коррекцию отключить)

после подключения без коррекции температура менялась в пределах 40-70 градусов.

Окончательная настройка и коррекция.

Еще немного по OMS:

в его инишнике temperatures.ini находятся настройки для коррекции:

[Temp1]

x

[Temp2]

x

[Temp3]

x

X значит линейную зависимость один к одному.По поводу получения итоговой формулы — потом сделаю дополнение к статье,с необходимыми разъяснениями 😉

Диод калибровался при выключеном копьютере по вольтметру и термометру, для исключения внутреннего тепловыделения процессора.

В итоге для моего процессора temperatures.ini выглядит следующим образом:

[Temp1]

x

[Temp2]

25+60.5-(1800*EXP(-0.022*(x-25))+10)/23.4

[Temp3]

x

Все,теперь можно измерять температуру! =)

Для дополнительной проверки я оставил тестер подключенный к выходу диода и дополнительно проверял по нему:

(500мГц@1.4V, после отключения вентилятора)


Результаты.

При разгоне до 2240 мГц,1,6В — температура 57 в бёрне,45 без нагрузки

500 мГц 1,4в — 31 градус без нагрузки

Еще по поводу различных процессоров-ставя по очереди при комнатной температуре 3 процессора,

для обоих торобред на диоде было 686 мв,тогда как на палоино 712..Возможно в лучае различных степпингов результат тоже бы отличались.

Обсуждение на форуме:

https://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?t=72808

Еще ссылка по теме: тест термопаст

/blog/n00b

благодарности:

Yamamoto-за идею

Daemon-за прогу мониторинга

Дополнение:

Если кто еще решится воспроизвести данную схему,я бы посоветовал и спользовать в качестве истоника напряжения все-таки Vsb с

дополнительной микрухой опорного напряжения для диода и напряжения смещения ОУ:


Так нет необходимости использовать внешний источник напряжения при калибровке и обеспечивается нужная точность.

что это такое и какая у него должна быть температура

Программы мониторинга аппаратной среды компьютера, такие, как AIDA64 и HWiNFO, показывают много интересного, но, к сожалению, не всегда понятного. И больше всего вопросов вызывает показатель «Диод PCH».

Диод PCH что это такое: какая должна быть температура.Диод PCH что это такое: какая должна быть температура.

Диоды, как мы знаем из школьного курса физики, это такие радиоэлементы с односторонней проводимостью, которые используют в схемотехнике электронных устройств. Разновидностей диодов целая куча: светоизлучающие, лазерные, микроволновые, инфракрасные, германиевые, кремниевые, тиристоры, стабисторы, варикапы… Но ни в одном справочнике радиодеталей вы не найдете диода PCH. Тем не менее, он есть в вашем компьютере и выполняет очень важную функцию. Итак, разберемся, что такое диод PCH, зачем следить за его температурой и о чем говорит ее повышение.

Неусыпный «часовой» и его подопечный

Не буду томить: диод, точнее, термодиод PCH – это обобщенное название датчика температуры чипсета (системной логики) материнской платы компьютера в программах мониторинга. Его значение отражает уровень нагрева этого узла в реальном времени. Обобщенным же понятие «диод PCH» является потому, что функции температурных датчиков могут выполнять другие элементы, например, термотранзисторы, а PCH – не всегда PCH в его исконном значении: так обозначают лишь один из существующих видов чипсета, а вовсе не все.

Диод PCH в Aida64.Диод PCH в Aida64.

PCH (Platform Controller Hub) – это элемент системной логики производства Intel, который управляет работой основной массы структур материнской платы. В его «епархию» входят контроллеры шин USB, SMBus, PCI-Express, LPC, SATA, периферийных устройств, RAID, часы реального времени и т. д. Словом, он управляет всем за исключением графики и памяти, которыми на современных платформах заведует центральный процессор.

Аналог PCH марки AMD называется FCH (Fusion Controller Hub), а марки nVidia – MCP (Media and Communications Processor).

На старых материнках (выпущенных до 2008 г. для процессоров Intel и до 2011 г. для AMD) системная логика разделена на 2 части – северный (MCH по классификации Intel) и южный (ICH) мосты. Первый отвечает за память и графику, второй – за периферию и остальное. После «упразднения» северных мостов южные стали называть просто хабами платформы или PCH (FCH, MCP).

На материнских платах с двухчиповой логикой диод PCH показывает температуру южного моста.

На платах ноутбуков на базе Intel Core 4-го поколения и новее чипсет и вовсе отсутствует как отдельный элемент – теперь его размещают на одной подложке с процессором.

Температура PCH: какой она должна быть

Максимально допустимая температура на кристалле процессора обычно указывается в его спецификации на сайте производителя. Параметр называется TJUNCTION или T J max.

Максимальная температура процессора Intel.Максимальная температура процессора Intel.

Однако в спецификациях ICH/PHC, а тем более чипсетов AMD и NVidia ничего подобного не найти. Точную информацию о температурных режимах этих узлов можно узнать лишь из их datasheet (описательных документов электронных устройств), которые не всегда есть в открытом доступе и довольно сложны для восприятия.

В частности, вот данные из datasheet чипсета Intel 8/C220 Series Chipset Platform Controller Hub:

Фрагмент datasheet чипсета Intel.Фрагмент datasheet чипсета Intel.

Согласитесь, простому пользователю читать такие вещи неинтересно, поэтому для определения температурного максимума чипсета своего компьютера принято поступать проще – ориентироваться на TJUNCTION процессора того же поколения.

Например, если TJUNCTION мобильного CPU Intel Core i5-6440HQ (микроархитектура Skylake) составляет 100°C, то и PCH Intel HM170 (тоже Skylake) выдержит температуру примерно 100°C.

Максимальная температура кристаллов процессоров в съемных корпусах в среднем на 10-15 градусов ниже, чем в несъемных, а десктопных – ниже, чем мобильных того же поколения. Чипсеты, которые выпускаются только в несъемных корпусах (BGA, FCBGA), могут выдерживать бОльшую температуру, нежели «родственные» им съемные процессоры.

А если обобщенно, то нормальный показатель температуры диода PCH ноутбуков составляет 45-70°C, стационарных ПК – 30-60°C. Кратковременные подъемы до более высоких цифр при активной нагрузке тоже являются нормой.

Нужно ли охлаждать чипсет

Исправные элементы системной логики при обычной работе и нормальном охлаждении компьютера практически никогда не нагреваются до максимума. Их тепловая мощность (TDP) в 10 и более раз ниже того же показателя у процессоров, поэтому производители материнских плат и ноутбуков даже не всегда устанавливают на них радиаторы.

Если чипсет вашего компьютера не имеет никаких элементов охлаждения, то, скорее всего, он в нем не нуждается. Но в отдельных случаях всё же стоит подумать о мерах по усилению теплоотвода от этого узла:

  • Если у вас нет возможности регулярно чистить внутренние части ПК или ноутбука от пыли либо если аппарат конструктивно имеет недостаточно эффективный теплоотвод.
  • Если хаб платформы расположен очень близко к жесткому диску. Диску, в отличие от чипсета, дополнительный нагрев может повредить.
  • Если термодатчик PCH постоянно показывает температуру выше нормы или близкую к ее верхнему порогу, и это сопровождается признаками перегрева системы – шумом кулера, тормозами и зависаниями при отсутствии значимой нагрузки на процессор и память.
  • Если чипсет находится прямо под клавиатурой ноутбука. Такое расположение опасно не столько перегревом, сколько механическим повреждением кристалла при нажатии на клавиши.

Для охлаждения чипсета десктопных материнских плат обычно достаточно радиатора и/или дополнительного корпусного вентилятора. Если теплоотводу от PCH мешает плата расширения, например, видеокарта, то последнюю придется установить в другой слот.

С ноутбуками сложнее. На них в качестве радиатора PCH можно использовать тонкую медную пластину (наборы пластин разной толщины продаются в интернет-магазинах), а если свободного места над чипом нет совсем, то теплопроводящую графитовую пленку.

Медные пластины для охлаждения ноутбуков.Медные пластины для охлаждения ноутбуков.

На кристаллы чипов, расположенных со стороны клавиатуры, достаточно положить мягкую термопрокладку подходящей толщины – такой, чтобы она заполняла зазор между кристаллом и основанием клавиатуры, которое и будет служить чипсету радиатором.

Постоянно высокая температура PCH: что означает и чем опасна

Если показатели диода PCH постоянно или большую часть времени превышают норму либо приближаются к ее верхней границе, то имеет место одна из следующих ситуаций:

  • Компьютер недостаточно охлаждается. Это несложно распознать по типичным признакам перегрева (перечислены выше) и высоким значениям температур других узлов, в частности, процессора и накопителей.
  • Чипсет испытывает повышенную нагрузку из-за подключения и одновременного использования большого количества периферийных устройств. Для проверки этой версии достаточно отключить часть периферии и проследить, как изменятся показатели нагрева PCH.
  • Нагрузка на чипсет возросла после установки на компьютер операционной системы с более высокими требованиями. Так, владельцы относительно старых ПК и ноутбуков некоторое время назад писали на форумы, что после обновления Windows 7 до Windows 10 средняя температура диода PCH и процессора выросла на несколько градусов.
  • Термодиод PCH передает ложные значения из-за неисправности или неверной интерпретации этих данных программой мониторинга. Если есть сомнения в точности показателей, перепроверьте их в другой программе. В качестве термометра можно использовать и собственный палец, но не без риска получить ожог.
  • Периферийное устройство или порт, к которому оно подключено, неисправны. Либо неисправен сам чипсет. Это наиболее неблагоприятный вариант из всех возможных. В подобных случаях наряду с повышением температуры PCH имеют место симптомы неполадки узла, в котором возникла проблема. Например, не работает одно из гнезд USB или при подключении наушников к разъему аудио компьютер начинает резко тормозить. При значительных дефектах хаба аппарат может и вовсе не включаться, не проходить инициализацию, не выводить изображение на экран и т. д. Неисправный хаб платформы может нагреваться до значительных температур даже раньше, чем будет нажата кнопка включения компьютера – от дежурного питания, которое подается на плату при подключении к источнику энергии.

Посадочное место PCH на Boardview мобильной материнской платыПосадочное место PCH на Boardview мобильной материнской платыПосадочное место PCH на Boardview мобильной материнской платы

А теперь самое главное: может ли чипсет выйти из строя от одноразового перегрева или постоянной работы при повышенной температуре? Теоретически это возможно, однако на практике почти не встречается, поскольку крупные микросхемы – процессоры, графические чипы и системная логика, имеют встроенную систему термозащиты. При достижении критического порога нагрева они начинают сбрасывать тактовую частоту (thermal throttling), а если температура продолжает расти – отключаются. В случае перегрева системы первой обычно срабатывает термозащита процессора, поскольку он выделяет больше тепла.

От постоянной работы в условиях «парилки» скорее выйдут из строя элементы питания чипсета, чем он сам. Ведь в отличие от «питомца», они не имеют температурной защиты, а нагреваться могут весьма и весьма. Практически все случаи повреждения хабов и южных мостов связаны не с температурой, а с электрическими пробоями по линиям USB или других периферийных устройств и компонентов материнской платы.

Тестирование чипсета на стабильность под нагрузкой

Проверка работоспособности чипсета под нагрузкой помогает выявить скрытые неполадки системы, в том числе связанные с недостаточным охлаждением этого узла. Для ее проведения удобно использовать бесплатную утилиту OCCT. Она несложна в применении и выдает довольно точные и наглядные результаты.

OCCT.OCCT.

OCCT содержит несколько наборов тестов для оценки состояния всех основных узлов компьютера. Средства тестирования системной логики входят в состав «Большого набора», который также включает инструменты проверки процессора и памяти.

Ошибки в ходе выполнения большого набора указывают на нестабильное состояние какого-либо из этих устройств. Подтвердить или опровергнуть версию виновности чипсета поможет последующий запуск среднего набора тестов, который нагружает только процессор и память.

Запускать утилиту ОССТ на ноутбуках следует с осторожностью и при полной уверенности в хорошем охлаждении аппарата.

Порядок тестирования:

  • Завершите работающие программы и сохраните открытые документы.
  • Выберите в настройках утилиты вид теста «OCCT» и режим «Большой набор», остальные параметры оставьте по умолчанию.
  • В разделе «Расписание теста» укажите длительность проверки. Оптимальное время составляет 1 час.
  • Нажмите копку запуска и наблюдайте за состоянием системы. Графики нагрузки, температур и других показателей отображаются в главном окне утилиты.

Во время тестирования важен непрерывный визуальный контроль. При первых признаках нестабильности, например, мерцании экрана, зацикливании звука и других неестественных симптомах проверку следует остановить, а тест считать не пройденным. И напротив, тест, пройденный без ошибок, указывает на то, что главные узлы вашего компьютера, включая чипсет, в порядке и высокая нагрузка им не страшна.

Что такое диод ГП и каково его назначение

Диод ГП — это термодиод на графическом процессоре компьютера (GPU). Он отвечает за контроль температуры процессора. GPU занимается графическим рендерингом, то есть обрабатывает данные и отображает их в виде компьютерной графики. В современных видеокартах графические процессоры используются и в качестве ускорителя трехмерной графики.

Как и обычные процессоры, GPU греются во время своей работы. Чтобы контролировать их температуру, применяются термодиоды. Эти устройства способны работать в диапазоне температур от 80 до 150 градусов. Верхний предел рабочей температуры термодиода ограничивается температурой теплового пробоя электронно-дырочного перехода. В случае германиевых диодов он может достигать 200 градусов, а в случае кремниевых — 500 градусов.

Широкое применение термодиодов в качестве датчиков температуры определяется дешевизной их производства, малыми размерами и высокой надежностью. В основе работы термодиода лежит явление электронно-дырочного перехода. Если в одном кристалле диода сочетаются два и более электронно-дырочных перехода, его вольт-амперные характеристики могут изменяться в зависимости от внешних условий. Так, в термодиодах с изменением температуры меняется сопротивление перехода, что приводит к изменению напряжения.

С диодами ГП связана одна распространенная проблема — когда графический процессор испытывает большую нагрузку, термодиод быстро перегревается, что приводит к зависанию компьютера. Из такого состояния компьютер выводит только перезагрузка. Особенно часто такие случаи происходят летом, когда воздух в помещении прогревается до 27-30 градусов.

Если температура диода ГП без нагрузки составляет 70 градусов — это уже является признаком его перегрева. Когда на компьютере запускаются «тяжелые» игры, температура термодиода может доходить до 100-120 градусов, что и приводит к зависанию комьпютера. Конечно, сжечь что-нибудь в этом случае сложно — ведь компьютер оборудован системой защиты от перегрева. Но постоянный перегрев графического процессора сказывается на работе компьютера и может привести к уменьшению ресурса его электронных компонентов.

Чтобы избавиться от проблемы перегрева термодиода, в большинстве случаев достаточно почистить видеокарту от пыли, поменять термопасту на графическом процессоре и проверить исправность работы кулера.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *